KR101334979B1 - 쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조선소 등에서 대량으로 배출되고 있는 쇼트(표면처리)분진을 자원화 하기 위한 쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치에 관한 것으로서, 철가루와 징크프라이머의 주성분인 아연가루 및 수지 불순물을 건식법으로 처리한 아연가루 및 수지 불순물을 중량법에 의해 분리될 수 있도록 함으로 해서 순도 높은 철가루와 아연가루를 자원으로 재활용할 수 있도록 한 쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 쇼트분진을 공급하는 분진공급호퍼와; 분진공급호퍼의 하측에 위치되어 분진공급호퍼에서 공급되는 쇼트분진을 이송하면서 철가루를 분리하도록 배출 쪽의 드럼을 자석으로 구성되며, 자석 구성의 드럼과 접하는 하측 벨트 내측으로 기체에 설치한 자석판을 포함하는 이송컨베이어와; 상기 이송컨베이어의 단부가 내입되는 분리통 및 자석 구성으로 이루어진 드럼 쪽의 벨트에서 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물 및 아연가루를 분리하도록 분리통의 내부에 설치한 공기공급관에 구비된 공기분사노즐을 포함하는 제1분리부와; 상기 제1분리부의 분리통 외부로 도출되도록 설치되어 있는 자석판의 아래쪽에 위치하는 철가루 포집탱크와; 제1분리부의 분리통 하측 배출호퍼를 통해 배출되는 수지계 불순물 및 아연가루를 공급하는 공급관과; 상기 공급관이 측벽에 설치되는 사이클론의 상하측에 각각 수지계 불순물 배출공과 아연가루 배출공이 형성되며 벽면에 와류형성용 노즐을 형성하여 공기를 분사토록 한 제2분리부와; 상기 제2분리부의 수지계 불순물 배출공과 연결되는 불순물 포집탱크 및 아연가루 배출공에 연결되는 아연가루 포집탱크를 포함하도록 구성한 쇼트분진의 건식처리장치와, 이를 이용한 건식처리방법을 제공한 것이다.

Description

쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치{Surface treatment dust dry process disposal method and device}
본 발명은 조선소 등에서 대량으로 배출되고 있는 쇼트(표면처리)분진을 자원화 하기 위한 쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 철가루와 징크프라이머의 주성분인 아연가루 및 수지 불순물을 건식법으로 처리한 아연가루 및 수지 불순물을 중량법에 의해 분리될 수 있도록 함으로 해서 순도 높은 철가루와 아연가루를 자원으로 재활용할 수 있도록 한 쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치를 제공코자 하는 것이다.
각종 철재류는 조선소등의 사용처에 반입하기 전에 표면처리(쇼트) 작업을 행하고, 녹 방지를 위해 징크프라이머를 도포하고 있다.
이들 납품된 철재류 들은 각종 구조물로 제작된 후 이들 구조물을 서로 결합하기 위해 도포되어 있는 징크프라이머 도포된 부분을 쇼트 처리하여 벗겨낸 상태에서 용접 작업등을 행한 후 표면 도장작업이 이루어지게 된다. 이때 징크프라이머는 주성분이 아연(60~70%)이고, 나머지가 수지계(30~40%)로 구성되어 있다.
통상 징크프라이머를 도포하기 전 쇼트처리 과정에서 발생하는 쇼트분진의 경우 철가루가 대부분으로 자석을 이용하여 철가루를 수거 재활용하고 있으나, 징크프라이머 도포 후의 쇼트작업에서 발생하는 쇼트분진의 경우 징크프라이머를 구성하고 있는 아연가루와 수지계 불순물이 대량으로 포함되어 있어, 이들을 분리하는 기술이 없었던 바, 이들 쇼트분진은 산업 폐기물로 분류되어 전량 매립 처리하고 있는 실정으로 가치 있는 철가루와 아연가루가 버려지고 있어 업계에서는 이들을 재활용할 수 있는 기술이 요구되고 있었다.
한편 상기한 쇼트분진의 재활용 방법으로 대한민국 등록특허공보(B1)10-1297504호(2013.08.16.)의 금속분진을 이용한 중량 성형물 제조방법, 대한민국 공개특허공보(A)10-2012-0021744호(2012.03.09.)의 철 분진 낚시추 성형물 및 이의 제조방법 등에 제안되고 있으나, 상기한 선행기술들의 경우 쇼트분진의 극히 일부만 사용하고 있어 상기한 매립에 따른 문제점을 해결하지는 못하고 있는 실정이다.
KR 101297504 B1 2013.08.16. KR 1020120021744 A 2012.03.09.
이에 본 발명자는 상기한 종래 문제점을 해결하기 위해 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 철가루와 징크프라이머의 주성분인 아연가루 및 수지 불순물을 강력한 영구자석을 이용하는 건식법으로 1차 처리하여 철가루를 분리토록 하고, 남아있는 아연가루 및 수지 불순물을 사이클론에 투입하여 중량법에 의해 분리될 수 있도록 함으로 해서 순도 높은 철가루와 아연가루를 수집하여 자원으로 재활용할 수 있도록 한 쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치를 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
과제 해결수단으로 본 발명에서는 쇼트분진 처리방법에 있어서; 쇼트분진을 이송컨베이어로 이송하면서 이송컨베이어의 배출 쪽의 자석으로 구성된 드럼 및 드럼과 접하도록 이송컨베이어의 하측 벨트 내측으로 설치되는 자석판으로 철가루를 부착한 상태에서 분리통 내에서 공기분사노즐로 공기를 분사하여 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물 및 아연가루를 분리통에서 분리하고 철가루를 자석판의 자력이 제거되는 분리통 외부에서 분리하는 제1분리공정과; 제1분리공정에서 분리된 수지계 불순물 및 아연가루를 사이클론에 투입한 상태에서 사이클론의 벽면에 형성된 와류형성용 노즐로 공기를 분사하여 중력법으로 수지계 불순물 및 아연가루를 분리하는 제2분리공정을 순차적으로 행하여 철가루와 아연가루를 건식으로 분리토록 하였다.
쇼트분진 처리장치에 있어서; 쇼트분진을 공급하는 분진공급호퍼와; 분진공급호퍼의 하측에 위치되어 분진공급호퍼에서 공급되는 쇼트분진을 이송하면서 철가루를 분리하도록 배출 쪽의 드럼을 자석으로 구성되며, 자석 구성의 드럼과 접하는 하측 벨트 내측으로 기체에 설치한 자석판을 포함하는 이송컨베이어와; 상기 이송컨베이어의 단부가 내입되는 분리통 및 자석 구성으로 이루어진 드럼 쪽의 벨트에서 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물 및 아연가루를 분리하도록 분리통의 내부에 설치한 공기공급관에 구비된 공기분사노즐을 포함하는 제1분리부와; 상기 제1분리부의 분리통 외부로 도출되도록 설치되어 있는 자석판의 아래쪽에 위치하는 철가루 포집탱크와; 제1분리부의 분리통 하측 배출호퍼를 통해 배출되는 수지계 불순물 및 아연가루를 공급하는 공급관과; 상기 공급관이 측벽에 설치되는 사이클론의 상하측에 각각 수지계 불순물 배출공과 아연가루 배출공이 형성되며 벽면에 와류형성용 노즐을 형성하여 공기를 분사토록 한 제2분리부와; 상기 제2분리부의 수지계 불순물 배출공과 연결되는 불순물 포집탱크 및 아연가루 배출공에 연결되는 아연가루 포집탱크를 포함하도록 구성하였다.
또한 상기 공급관과 와류형성용 노즐은 사이클론의 측벽에 사선방향으로 배관하였다.
본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치는 자력을 이용하여 철가루를 1차 분리하고, 사이클론을 이용하여 중력법으로 수지계 불순물과 아연가루를 2차 분리토록 한 것으로, 쇼트분진에 포함되어 있는 철가루와 아연가루를 효과적으로 수거하여 재활용할 수 있어 산업 폐기물 처리비용을 대폭 줄일 수 있으므로 매립되는 산업폐기물의 부피를 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식처리방법에 따른 순서를 보인 개략적으로 블록도
도 2는 본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식처리장치를 개략적으로 보인 단면구성도
이하 본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식처리방법 및 처리장치에 따른 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식처리방법에 따른 순서를 보인 개략적으로 블록도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식처리방법은 자력을 이용하는 제1분리공정과, 중력을 이용하는 제2분리공정을 순차적으로 행하여 철가루와, 아연가루 그리고 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물을 분리하는 특징이 있다.
상기 제1분리공정은 쇼트분진을 이송컨베이어(31)로 이송하면서 이송컨베이어(31)의 배출 쪽의 자석으로 구성된 드럼 및 드럼과 접하도록 이송컨베이어(31)의 하측 벨트 내측으로 설치되는 자석판으로 철가루를 부착한 상태에서 분리통(32) 내에서 분사노즐로 공기를 분사하여 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물 및 아연가루를 분리하는 공정이다.
상기 제1분리공정에 의하면 이송컨베이어(31)를 통해 이송되는 쇼트분진에 포함되어 있는 철가루가 자석으로 구성되어 있는 드럼의 자력에 의해 벨트에 부착된 상태를 유지하게 되는데, 이 상태에서 분사노즐로 분사되는 공기가 벨트에 제공되면 비자성체인 수지계 불순물 및 아연가루가 벨트에서 분리되어 분리통(32) 내에 잔존하게 되고, 철가루는 드럼 옆으로 설치되어 있는 자석판의 자력에 의해 분리통(32)에서 완전히 배출된 후 자력 상실에 의해 벨트에서 떨어지게 되는 것이다.
상기 제2분리공정은 제1분리공정세서 분리된 수지계 불순물 및 아연가루를 사이클론(41)에 투입한 상태에서 사이클론(41)의 벽면에 형성된 와류형성용 노즐(45)로 공기를 분사하여 중력법으로 수지계 불순물 및 아연가루를 분리되게 한 것이다.
상기 제2분리공정에 의하면 사이클론(41)으로 투입되는 수지계 불순물 및 아연가루가 사이클론(41)의 벽면에 설치되어 있는 와류형성용 노즐(45)에서 공급되는 공기(바람에 의해 사이클론(41) 내부에서 와류 형성되면서 날리게 되는데, 이때 중량이 가벼운 수지계 분순물은 사이클론(41) 상부로 이동되어 배출되고, 상대적으로 중량이 무거운 아연가루는 사이클론(41) 하부로 낙하되어 배출이 이루어지므로 수지계 불순물 및 아연가루가 건식법에 의해 자연스럽게 배출이 이루어지게 되는 것이다.
도 2는 본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식처리장치를 개략적으로 보인 단면구성도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식처리장치(1)는 분진공급호퍼(2)와 분진공급호퍼(2)에서 제공되는 쇼트분진에서 자력을 이용하여 철가루와 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물 및 아연가루를 분리하는 제1분리부(3)와, 제1분리부(3)에서 분리된 수지계 불순물과 아연가루를 중력에 의해 분리하는 제2분리부(4)를 포함하는 구성이다.
상기 분진공급호퍼(2)는 조선소 등 쇼트분진 발생지역에서 제공되는 쇼트분진을 보관함과 아울러 하부의 배출구(21)를 통해서 일정량을 연속적으로 배출할 수 있도록 구성된다.
상기 제1분리부(3)는 분진공급호퍼(2)의 하측에 일단이 위치하는 이송컨베이어(31)와, 이송컨베이어(31)의 반대쪽 단부에 씌워지는 분리통(32)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 이송컨베이어(31)는 모터(31a)에 의해 구동이 이루어지는 것으로 기체(31b)에 의해 지지되는 양측 드럼(31c)(31d)에 벨트(31e)를 결합한 구성으로 이루어지며, 배출측에 해당되는 드럼(31d)의 경우 자석으로 구성하여 벨트(31e)쪽으로 강력한 자력에 제공될 수 있게 하며, 자석으로 구성되는 드럼(31d)과 접하도록 하측에 위치하는 벨트(31e)의 내측으로는 벨트(31e) 폭에 부합하는 넓은 판상의 자석판(33)을 기체(31b)에 설치하여 벨트(31e) 쪽으로 자력에 제공될 수 있게 한다.
상기 분리통(32)은 측방으로 이송컨베이어(31)가 내입되는 컨베이어내입공(32a)이 형성되며, 하측으로는 배출호퍼(32b)를 형성한다. 분리통(32)의 내부에는 상기 이송컨베이어(31)의 벨트(31e)쪽으로 분사하는 수개의 공기분사노즐(34a)을 설치된 공기공급관(34)을 가설하고, 공기공급관(34)에는 공기압축기(5)로부터 제공되는 고압의 압축공기를 공급토록 함으로 해서 벨트(31e)를 따라서 이동하는 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물 및 아연가루를 분리통(32) 내에서 비산시켜 철가루와 분리될 수 있게 한다.
한편 상기 자석판(33)은 컨베이어내입공(32a)의 바깥쪽까지 길게 형성하여 분리통(32)에서 철가루와 분리된 수지계 불순물 및 아연가루가 분리된 상태에서 철가루가 분리통(32)의 외부로 이동될 수 있게 하며, 자석판(33)의 하측으로는 상기 분리통(32)의 측방에 위치하도록 철가루 포집탱크(35)를 설치하여 자석판(33)의 자력이 제거됨으로 해서 벨트(31e)에서 분리되는 철가루가 낙하되어 포집될 수 있게 한다.
또한 상기 컨베이어내입공(32a)의 측방에는 자석판(33)의 일부가 덮일 수 있도록 벨트(31e)를 감싸는 유도덮개(32c)를 형성하되, 유도덮개(32c)는 비철금속 또는 비금속으로 구성하고, 컨베이어내입공(32a) 쪽이 넓고 단부쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 구성을 갖도록 형성한다.
상기 제2분리부(4)는 분리통(32)에서 분리되어 배출호퍼(32b)를 통해 배출되는 수지계 불순물과 아연가루를 중력법에 의해 상호 분리될 수 있게 한 것으로, 하부가 점차 좁아지는 구성의 사이클론(41) 측벽에 분리통(32)과 연결되도록 공급관(42)을 배관하고, 사이클론(41)의 상부와 하부에 각각 수지계 불순물 배출공(43)과 아연가루 배출공(44)이 형성한다. 이때 공급관(42)은 사이클론(41)의 측벽에 사선방향으로 배관토록 한다.
또한 상기 사이클론(41)의 측벽에는 수개의 와류형성용 노즐(45)을 공급관(42)과 같은 사선방향으로 설치하고, 공기압축기(5)로부터 제공되는 고압의 압축공기를 공급토록 함으로 해서 사이클론(41) 내부로 공급된 수지계 불순물과 아연가루가 와류 형성될 수 있게 한다.
그리고 상기 제2분리부(4)의 수지계 불순물 배출공(43)에는 불순물 포집탱크(46)를 연결하고, 아연가루 배출공(44)에는 아연가루 포집탱크(47)를 연결한다.
상기와 같이 제2분리부(4)를 구성할 경우 공급관(42)으로 공급되는 수지계 불순물과 아연가루가 사이클론(42) 내에서 와류되는데, 이때 중량이 가벼운 수지계 불순물은 상승하여 상부의 수지계 불순물 배출공(43)으로 배출되어 불순물 포집탱크(46)에 포집되고, 상대적으로 중량이 무거운 아연가루는 자중에 의해 낙하되어 아연가루 배출공(44)을 통해 아연가루 포집탱크(47)에 포집되는 것이다.
따라서 본 발명을 사용할 경우 쇼트분진에서 자원으로 재활용 가능한 순도 높은 철가루 및 아연가루를 선별할 수 있는 것이다.
일례로 본 발명에서 제공하는 쇼트분진의 건식분리장치에 철가루50%, 아연가루25%, 수지계 불순물 25%가 혼합된 쇼트분진을 투입하여 분리한 결과 철가루 80%와 아연가루 65%를 회수할 수 있었으며, 이는 산업폐기물의 부피를 대폭 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 분리된 철가루와 아연가루를 자원으로 사용할 수 있는 효과를 득할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1:쇼트분진의 건식처리장치 2:분진공급호퍼
21:배출구 3:제1분리부
31:이송컨베이어 31a:모터
31b:기체 31c,31d:드럼
31e:벨트 32:분리통
32a:컨베이어내입공 32b:배출호퍼
32c:유도덮개 33:자석판
34:공기공급관 34a:공기분사노즐
35:철가루 포집탱크 4:제2분리부
41:사이클론 42:공급관
43:수지계 불순물 배출공 44:아연가루 배출공
45:와류형성용 노즐 46:불순물 포집탱크
47:아연가루 포집탱크 5:공기압축기

Claims (3)

  1. 쇼트분진 처리방법에 있어서;
    쇼트분진을 이송컨베이어(31)로 이송하면서 이송컨베이어(31)의 배출 쪽의 자석으로 구성된 드럼(31d) 및 드럼(31d)과 접하도록 이송컨베이어(31)의 하측 벨트(31e) 내측으로 설치되는 자석판(33)으로 철가루를 부착한 상태에서 분리통(32) 내에서 공기분사노즐(34a)로 공기를 분사하여 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물 및 아연가루를 분리통(32)에서 분리하고 철가루를 자석판(33)의 자력이 제거되는 분리통(32) 외부에서 분리하는 제1분리공정과;
    제1분리공정에서 분리된 수지계 불순물 및 아연가루를 사이클론(41)에 투입한 상태에서 사이클론(41)의 벽면에 형성된 와류형성용 노즐(45)로 공기를 분사하여 중력법으로 수지계 불순물 및 아연가루를 분리하는 제2분리공정을 순차적으로 행하여 철가루와 아연가루를 건식으로 분리토록 한 것을 특징으로 하는 쇼트분진의 건식처리방법.
  2. 쇼트분진 처리장치에 있어서;
    쇼트분진을 공급하는 분진공급호퍼(2)와;
    분진공급호퍼(2)의 하측에 위치되어 분진공급호퍼(2)에서 공급되는 쇼트분진을 이송하면서 철가루를 분리하도록 배출 쪽의 드럼(31d)이 자석으로 구성되며, 자석 구성의 드럼(31d)과 접하는 하측 벨트(31e) 내측으로 기체(31b)에 설치한 자석판(33)을 포함하는 이송컨베이어(31)와;
    상기 이송컨베이어(31)의 단부가 내입되는 분리통(32) 및 자석 구성으로 이루어진 드럼(31d) 쪽의 벨트(31e)에서 징크프라이머 성분에 포함되는 수지계 불순물 및 아연가루를 분리하도록 분리통(32)의 내부에 설치한 공기공급관(34)에 구비된 공기분사노즐(34a)을 포함하는 제1분리부(3)와;
    상기 제1분리부(3)의 분리통(32) 외부로 도출되도록 설치되어 있는 자석판(33)의 아래쪽에 위치하는 철가루 포집탱크(35)와;
    제1분리부(3)의 분리통(32) 하측 배출호퍼(32b)를 통해 배출되는 수지계 불순물 및 아연가루를 공급하는 공급관(42)과;
    상기 공급관(42)이 측벽에 설치되는 사이클론(41)의 상하측에 각각 수지계 불순물 배출공(43)과 아연가루 배출공(44)이 형성되며 벽면에 와류형성용 노즐(45)을 형성하여 공기를 분사토록 한 제2분리부(4)와;
    상기 제2분리부(4)의 수지계 불순물 배출공(43)과 연결되는 불순물 포집탱크(46) 및 아연가루 배출공(44)에 연결되는 아연가루 포집탱크(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼트분진의 건식처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서;
    상기 공급관(42)과 와류형성용 노즐(45)은 사이클론(41)의 측벽에 사선방향으로 배관된 것을 특징으로 하는 쇼트분진의 건식처리장치.
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