KR101569584B1 - 하전유닛 및 이를 이용한 정전 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선별 물질의 표면을 효과적으로 하전시키는 하전유닛 및 이를 이용한 정전 선별장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 일 실시형태에 따른 하전유닛은 제 1 물질과 제 2 물질을 각각 서로 다른 극성으로 하전시키는 하전유닛으로서, 일측으로 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 투입되는 투입구가 형성되고, 타측으로 하전된 제 1 물질과 제 2 물질이 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 하전되는 내부공간이 형성되는 챔버와; 상기 챔버의 내부공간에서 유동되는 다수의 하전볼과; 상기 챔버의 내부공간에서 상기 제 1 물질, 제 2 물질 및 하전볼을 서로 마찰 및 충돌시키는 회전수단을 포함한다.

Description

하전유닛 및 이를 이용한 정전 선별장치{ELECTRIC CHARGING UNIT AND ELECTROSTSTIC SEPARATION APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 하전유닛 및 이를 이용한 정전 선별장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선별 물질의 표면을 효과적으로 하전시키는 하전유닛 및 이를 이용한 정전 선별장치에 관한 것이다.

일반적으로 석탄은 유용성분인 카본과 석영, 알루미나, 점토광물 등의 불순물인 회분으로 구성되어 있다. 이러한 석탄은 불순물의 함량이 높을수록 발열량이 낮아진다. 그래서, 석탄에 함유된 회분을 제거하는 것이 석탄의 선별공정에 있어서 가장 중요한 과정이라 할 수 있다.

일반적인 석탄의 선별공정은 스파이럴, 지그 및 중액 등을 이용하는 비중선별법과, 포수제, 기포제 등의 시약을 이용하여 특정 광물의 표면을 소수성으로 변화시켜 유용광물을 회수하는 부유선별법과 같은 습식처리방식이 주로 사용되고 있다.

이러한 습식처리방식의 경우 사용한 용수의 재활용과 폐수를 처리하기 위한 부수적인 공정과 선별된 석탄 정광의 수분제거를 위한 탈수와 건조공정이 필요하기 때문에 공정이 복잡해지고 선별에 필요한 비용 또는 증가하게 된다.

그러나 석탄은 가격이 저렴한 에너지 광물이기 때문에 석탄을 경제적으로 선광하기 위해서는 비용이 많이 필요한 습식처리방식을 대신할 수 있는 건식처리방식이 필요하다.

한편, 석탄의 선별효율을 향상시키기 위해서는 유용광물과 맥석광물의 단체분리도가 매우 중요한데, 단체분리도의 향상을 위해서는 극미분 분쇄가 필요하다. 그러나 입자의 미립화는 건식 선별방법에서 선별효율을 떨어뜨리는 가장 큰 이유 중의 하나였다.

이러한 관점에서 최근에는 다양한 방식의 건식 선별방법이 연구되어 사용되고 있다. 건식 선별방법 중 대표적인 방법이 정전선별기술이다. 정전선별은 크게 정전유도형, 코로나방전형, 마찰하전형으로 구분된다.

이중 마찰하전형은 시료와 하전체의 일함수값(work function)의 차이를 이용하여 미립의 석탄입자로부터 회분을 제거하는 기술로 석탄입자와 회분입자를 서로 마찰시켜 각 입자의 표면이 서로 다른 전하를 갖도록 하전시킨후 음극판과 양극판 사이를 통과시켜 양전하로 하전된 입자는 음극판 방향으로, 음전하로 하전된 입자는 양극판 방향으로 입자를 이동시켜 분리하는 기술이다.

이러한 마찰하전형 정전선별기술의 장점 중 하나는 다른 정전선별기술인 정전유도형 정전선기술 및 코로나방전형 정전선별기술에 비해 비교적 미분의 입자를 효과적으로 선별할 수 있다는 것이다.

이러한 마찰하전형 정전선별기술에서 가장 중요한 기술은 선별하고자 하는 석탄입자와 회분입자의 하전효율을 향상시키는 기술이다. 일반적으로 알려진 하전기술은 석탄시료를 고압의 공기를 이용하여 파이프로 이송시키거나 싸이클론, 유동로 등을 이용하여 마찰식으로 하전시키는 방법을 사용하였으나 하전 효율이 낮아 아직까지 상용화된 공정은 개발되지 않고 있다.

그래서, 선별하고자 하는 입자들의 하전효율을 향상시키는 기술이 지속적으로 연구되고 있고, 압축공기 기류에 의한 격렬한 교반 및 회전 대전체에 의해 마찰 대전 효율을 향상시킨 기술이 "기류 충돌 정전 분리형을 이용한 미분체의 분리방법 및 장치(등록특허 10-0235290; 특허문헌 1)"에서 구체적으로 공지되어 있다.

하지만, 특허문헌 1에 기재된 기술은 압축공기를 투입해야 하기 때문에 시료를 투입시키는 장치의 기밀성이 보장되어야 하고, 별도로 압축공기를 생성시키는 수단이 부가적으로 추가되어야 하는 등 하전효율 대비 장치의 구성에 많은 비용이 소요되는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 1과 같이 공기의 힘을 이용하여 시료를 하전시키는 경우 선별장치로 투입되는 시료의 분산이 원활하지 않고 이동속도가 빨라 시료의 입자간 마찰이 잘 이루어지지 않아 하전효율이 낮아지는 문제가 있었다.

등록특허 10-0235290 (1999. 09. 22)

본 발명은 간단한 장치구조를 가지면서도 하전효율을 향상시킬 수 있는 하전유닛 및 이를 이용한 정전 선별장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 시료들을 하전시키는 동시에 분쇄도 이루어지도록 하여 입자들의 단체분리도를 향상시킬 수 있는 하전유닛 및 이를 이용한 정전 선별장치를 제공한다.

그리고, 단체분리도 향상을 위해 미분화된 시료가 비표면적 증가 및 표면에너지 증가로 인해 더욱 쉽게 응집되고 분산성이 떨어져 선별효율이 낮아지는 것을 방지하기 위하여 정전선별 전에 극미분의 시료를 선별하여 제거할 수 있는 정전 선별장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 하전유닛은 제 1 물질과 제 2 물질을 각각 서로 다른 극성으로 하전시키는 하전유닛으로서, 일측으로 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 투입되는 투입구가 형성되고, 타측으로 하전된 제 1 물질과 제 2 물질이 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 하전되는 내부공간이 형성되는 챔버와; 상기 챔버의 내부공간에서 유동되는 다수의 하전볼과; 상기 챔버의 내부공간에서 상기 제 1 물질, 제 2 물질 및 하전볼을 서로 마찰 및 충돌시키는 회전수단을 포함한다.

상기 회전수단은 상기 챔버의 외부에 구비되는 모터와; 상기 모터에 의해 회전되면서 상기 챔버의 내부공간으로 인입되어 설치되는 회전축과; 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 일체로 회전되는 다수의 회전암을 포함하고, 상기 회전축 중 적어도 상기 챔버의 내부공간으로 인입된 영역 및 상기 회전암은 상기 제 1 물질의 일함수값과 제 2 물질의 일함수값 사이의 일함수값을 갖는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 회전축 중 적어도 상기 챔버의 내부공간으로 인입된 영역, 회전암, 챔버의 내주면 및 하전볼은 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버의 내주면 및 상기 하전볼은 상기 제 1 물질의 일함수값과 제 2 물질의 일함수값 사이의 일함수값을 갖는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버의 배출구에는 상기 제 1 물질과 제 2 물질을 통과시키고 상기 하전볼은 통과시키지 않는 스크린이 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버를 경동시켜 챔버의 설치 각도를 조절하는 경동수단을 더 포함한다.

상기 챔버의 측벽에는 상기 내부공간의 온도가 일정하게 유지되도록 작동되는 히터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 정전 선별장치는 제 1 물질과 제 2 물질을 정전력에 의해 선별하는 정전 선별장치로서, 상기 제 1 물질과 제 2 물질을 하전볼과 함께 마찰 및 충돌시켜 각각 서로 다른 극성으로 하전시키는 하전유닛과; 서로 다른 극성으로 하전된 상기 제 1 물질과 제 2 물질을 정전력에 의해 선별하는 선별유닛을 포함한다.

상기 하전유닛과 상기 선별유닛 사이에 배치되어 상기 하전유닛에서 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 하전볼과 함께 마찰 및 충돌되어 발생된 극미분을 상기 제 1 물질과 제 2 물질에서 분리시키는 사이클론을 더 포함한다.

상기 하전유닛은 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 하전되는 내부공간이 형성되는 챔버와; 상기 챔버의 내부공간에서 유동되는 다수의 하전볼과; 상기 챔버의 내부공간에서 상기 제 1 물질, 제 2 물질 및 하전볼을 서로 마찰 및 충돌시키는 회전수단을 포함한다.

상기 하전볼은 상기 제 1 물질의 일함수값과 제 2 물질의 일함수값 사이의 일함수값을 갖는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 시료들을 챔버의 내부에서 유동시켜 서로 마찰 및 충돌시킬 때 하전볼과 함께 유동시킴에 따라 제 1 물질 및 제 2 물질의 하전효율을 증대시키는 동시에 시료들을 분쇄시켜 단체분리도를 향상시키는 효과가 있다.

특히, 챔버의 내주면, 회전암 및 하전볼을 제 1 물질과 제 2 물질의 중간정도 일함수값을 갖는 재질로 구성함에 따라 챔버의 내부에서 제 1 물질과 제 2 물질이 하전볼과 함께 유동될 때 제 1 물질과 제 2 물질이 하전볼과 마찰 및 충돌되면서 1차 하전되고, 제 1 물질과 제 2 물질이 회전암과 마찰 및 충돌되면서 2차 하전되며, 제 1 물질과 제 2 물질이 챔버의 내벽에 마찰 및 충돌되면서 3차 하전되어 제 1 물질과 제 2 물질의 하전효율을 극대화시키는 효과가 있다.

그리고, 하전된 제 1 물질과 제 2 물질의 하중에 의하여 챔버의 하부로 자유낙하되는데, 이때 챔버 하단의 스크린 크기와 챔버의 기울기를 조정하여 제 1 물질과 제 2 물질의 입도와 챔버 내 체류시간을 다양하게 조절할 수 있다.

또한, 하전된 제 1 물질과 제 2 물질을 선별유닛에 투입하기 전에 사이클론을 활용하여 선별 효율을 저하시키는 극미분을 제거할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하전유닛을 보여주는 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전 선별장치를 보여주는 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

먼저 본 발명은 제 1 물질과 제 2 물질이 혼합된 혼합물에서 제 1 물질과 제 2 물질을 서로 다른 극성으로 하전시키고 정전선별하는 기술에 대한 것으로서, 입자 크기가 비교적 작은 물질들의 선별에 적용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 석탄에서 카본(제 1 물질)과 회분(제 2 물질)을 정전선별하는 것을 예로 하여 설명한다. 물론 본 발명은 석탄에서 카본과 회분을 선별하는 것에 한정되지 않고, 입자크기가 비교적 작은 물질의 정전선별에 다양하게 적용될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하전유닛을 보여주는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정전 선별장치를 보여주는 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 정전 선별장치는 크게 하전유닛(100), 사이클론(200) 및 선별유닛(300)을 포함한다.

하전유닛(100)은 카본과 회분을 서로 다른 극성으로 하전시키는 유닛으로서, 챔버(110), 하전볼(120), 회전수단(130) 및 경동수단(140)을 포함한다.

챔버(110)는 카본과 회분이 하전되는 공간을 형성하는 수단으로서, 내부에 카본과 회분이 하전되는 내부공간(113)이 형성되고, 상단에는 카본과 회분이 상기 내부공간으로 투입되는 투입구(111)가 형성되고, 하단에는 하전된 카본과 회분이 챔버(110)의 외부로 배출되는 배출구(112)가 형성된다.

상기 챔버(110)의 내부공간은 후술되는 회전수단(130)과의 연결관계를 용이하게 하기 위하여 원통형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 배출구(112)에는 카본과 회분은 통과시키면서 상기 하전볼(120)은 통과시키지 않는 스크린(114)이 배치된다. 그래서 챔버(110)의 내부공간에서 하전된 카본과 회분이 자중에 의해 하부로 낙하된 후 스크린(114)을 통과하여 챔버(110)의 외부로 배출된다. 이때 상기 스크린(114)의 사목 크기를 적절히 조절함에 따라 상기 카본과 회분의 입도를 조절할 수 있다.

한편, 카본 및 회분의 하전 효율은 챔버(110)의 내부공간(113) 습도에 민감하다. 그래서 챔버(110)의 내부공간(113) 습도가 높아지면 카본 및 회분의 하전 효율이 저하되는데, 챔버(110)의 내부공간(113) 습도가 높아지는 것을 방지하기 위하여 상기 챔버(110)의 측벽에는 내부공간(113)의 온도를 일정하기 유지시키기 위하여 히터(115)가 구비된다. 이때 히터(115)는 상기 챔버(110)의 측벽에 내장될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 상기 챔버(110)의 측벽 외주면에 설치될 수도 있을 것이다.

하전볼(120)은 카본 및 회분과 마찰 및 충돌되어 카본 및 회분을 서로 다른 극성으로 하전시키는 수단으로서, 상기 카본 및 회분보다는 직경이 큰 구형으로 형성된다. 이때 상기 하전볼(120)은 상기 카본의 표면을 (-) 극성으로 하전시키고, 상기 회분의 표면을 (+) 극성으로 하전시키도록 상기 카본의 일함수값과 회분의 일함수값 사이의 일함수값을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 하전볼(120)은 구리, 황동, 알루미늄, 테프론, 아크릴 및 PVC 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 챔버(110)의 내주면도 카본 및 회분과 마찰 및 충돌되면서 카본과 회분을 하전시키기 때문에 상기 챔버(110)의 내주면도 상기 하전볼(120)의 재질과 같이 상기 카본의 일함수값과 회분의 일함수값 사이의 일함수값을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

회전수단(130)은 상기 카본 및 회분과 하전볼(120)을 상기 챔버(110)의 내부공간에서 회전동작에 의해 유동시켜 상호 간에 마찰 및 충돌이 일어나도록 하는 수단으로서, 상기 챔버(110)의 외부에 구비되는 모터(131)와; 상기 모터(131)에 의해 회전되면서 상기 챔버(110)의 내부공간(113)으로 인입되어 설치되는 회전축(132)과; 상기 회전축(132)에 설치되어 상기 회전축(132)과 일체로 회전되는 다수의 회전암(133)을 포함한다.

상기 회전암(133)은 상기 회전축(132)의 외주면에서 챔버(110)의 내주면을 향하여 방사형으로 돌출되도록 구비된다.

한편, 상기 회전축(132) 중 적어도 상기 챔버(110)의 내부공간(113)으로 인입된 영역과 회전암(133)도 카본 및 회분과 마찰 및 충돌되면서 카본과 회분을 하전시키기 때문에 상기 회전축(132) 중 적어도 상기 챔버(110)의 내부공간(113)으로 인입된 영역과 회전암(133)도 상기 하전볼(120)의 재질과 같이 상기 카본의 일함수값과 회분의 일함수값 사이의 일함수값을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

그래서, 상기 챔버(110)의 내주면, 하전볼(120), 상기 회전축(132) 중 적어도 상기 챔버(110)의 내부공간(113)으로 인입된 영역 및 회전암(133)은 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 경동수단(140)은 상기 챔버(110)를 경동시켜 챔버(110)의 설치 각도를 조절하는 수단으로서, 실린더(141)와 힌지(142)로 이루어진다.

이때 실린더(141)는 상기 챔버(110)를 직접 경동시키는 수단으로서, 상기 챔버(110)가 설치되는 영역의 인접영역에 고정되어 설치되면서 그 작동로드가 상기 챔버(110)의 외주면 중간부분에 연결된다. 그리고, 상기 힌지(142)는 상기 챔버(110)가 설치되는 영역의 인접영역에 고정되어 설치되면서 상기 챔버(110)의 외주면 하단부분에 연결된다.

그래서, 상기 실린더(141)가 작동되어 작동로드가 인입되면 챔버(110)의 외주면에 외력이 작용되고, 이때 상기 챔버(110)가 상기 힌지(142)를 기준으로 경동되어 기울어진 상태를 유지하게 된다. 또한 실린더(141)가 작동되어 작동로드가 인출되면 챔버(110)의 외주면에 외력이 작용되고, 이때 상기 챔버(110)가 상기 힌지(142)를 기준으로 경동되어 정위치로 복귀하게 된다.

한편, 상기 하전유닛(100)에서 카본과 회분이 각각 서로 다른 극성으로 하전되는데, 이때 카본 및 회분이 하전볼(120)과 마찰 및 충돌되면서 카본과 회분이 분쇄되는 작용이 일어난다. 그래서 카본 및 회분이 원하는 않는 수준까지 분쇄된 극미분이 발생하게 되는데, 이러한 극미분은 정전선별 효율을 낮추기 때문에 선별유닛(300)에 투입하기 전에 분리하여 제거하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 하전유닛(100)과 선별유닛(300) 사이에 사이클론(200)을 배치한다.

사이클론(200)을 배치하고 상기 하전유닛(100)에서 배출되는 극미분이 포함된 카본과 회분을 사이클론(200)에 투입하여 사이클론(200)의 작동에 의해 카본과 회분에 포함된 극미분은 별도로 분리되어 제거되고, 소정 크기 이상의 입도를 갖는 카본과 회분만 선별유닛(300)으로 투입된다.

선별유닛(300)은 서로 다른 극성으로 하전된 카본과 회분을 정전력에 의해 선별하는 유닛으로서, 정전력에 의해 카본과 회분을 선별하여 분리할 수 있는 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 본 실시예에서 선별유닛(300)은 서로 이격되어 대향배치되는 양극판(310)과 음극판(320)이 수직방향으로 배치되고, 상기 양극판(310)과 음극판(320)의 하방에서 선별된 카본과 회분을 분리하여 회수하는 저장호퍼(330)가 구비된다.

상기 양극판(310)과 음극판(320)은 각각 전원이 공급됨에 따라 (+) 극과 (-) 극을 띄게 되고, 이렇게 (+) 극과 (-) 극을 띈 상태에서 그 사이로 (-)로 하전된 카본과 (+)로 하전된 회분이 낙하되면, (-)로 하전된 카본은 양극판(310) 쪽으로 이동되면서 낙하되고, (+)로 하전된 회분은 음극판(320) 쪽으로 이동되면서 낙하된다.

한편, 상기 저장호퍼(330)는 상기 양극판(310)과 음극판(320)의 사이 공간 하부에 배치되되, 그 내부공간이 구획벽(333)에 의해 카본이 저장되는 제 1 저장부(331)와, 회분이 저장되는 제 2 저장부(332)로 구획된다.

제 1 저장부(331) 및 제 2 저장부(332)는 각각 상부가 개구되어 양극판(310) 쪽으로 이동되면서 낙하되는 카본과 음극판(320) 쪽으로 이동되면서 낙하되는 미분이 각각 구별되어 저장된다. 그래서 양극판(310)과 음극판(320)의 사이의 중심을 기준으로 제 1 저장부(331)는 양극판(310) 쪽의 하부에 배치되고, 제 2 저장부(332)는 음극판(320) 쪽의 하부에 배치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 정전 선별장치의 작동상태를 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이 카본과 회분을 챔버(110)의 투입구(111)를 통하여 챔버(110)의 내부공간(113)으로 투입시킨다. 그리고, 모터(131)를 작동시켜 회전축(132) 및 회전암(133)을 회전시킨다. 그러면 회전축(132) 및 회전암(133)의 회전동작에 의해 챔버(110)의 내부공간(113)에 구비된 하전볼(120)과 카본 및 회분이 회전되면서 유동된다. 이때 카본 및 회분은 하전볼(120)과 마찰 및 충돌되면서 1차 하전이 이루어지고, 카본과 회분이 회전축(132) 및 회전암(133)과 마찰 및 충돌되면서 2차 하전되며, 카본과 회분이 챔버(110)의 내벽에 마찰 및 충돌되면서 3차 하전된다. 이때 카본과 회분은 하전볼(120)에 의해 분쇄되기도 한다.

이렇게 하전된 카본과 회분은 자중에 의해 회전되면서 챔버(110)의 배출구(112) 방향으로 낙하되는데, 배출구(112)에 구비된 스크린(114)에 의해 카본과 회분은 챔버(110)의 외부로 배출되고, 하전볼(120)은 챔버(110)의 내부공간(113)에 유지되는 것이다.

이때, 카본과 회분이 챔버(110)의 내부공간(113)에서 체류되는 시간을 조절하기 위하여 경동수단(140)을 작동시켜 챔버(110)를 기울일 수 있을 것이다.

한편, 하전된 카본과 회분은 사이클론(200)으로 투입되어 하전유닛(100)에서 생성된 극미분과 분리되어 배출된다.

이렇게 배출된 카본과 회분은 양극판(310)과 음극판(320) 사이로 투입되는데, 이때 (-)로 하전된 카본은 양극판(310) 쪽으로 이동되면서 낙하되어 저장호퍼(330)의 제 1 저장부(331)에 저장되고, (+)로 하전된 회분은 음극판(320) 쪽으로 이동되면서 낙하되어 저장호퍼(330)의 제 2 저장부(332)에 저장되어 선별된다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100: 하전유닛 110: 챔버
111: 투입구 112: 배출구
113: 내부공간 114: 스크린
115: 히터 120: 하전볼
130: 회전수단 131: 모터
132: 회전축 133: 회전암
140: 경동수단 141: 실린더
142: 힌지 200: 사이클로
300: 선별유닛 310: 양극판
320: 음극판 330: 저장호퍼
331: 제 1 저장부 332: 제 2 저장부
333: 구획벽

Claims (11)

1. 제 1 물질과 제 2 물질을 각각 서로 다른 극성으로 하전시키는 마찰하전형 하전유닛으로서,
   일측으로 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 투입되는 투입구가 형성되고, 타측으로 하전된 제 1 물질과 제 2 물질이 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 하전되는 내부공간이 형성되는 챔버와;
   상기 챔버의 내부공간에서 유동되는 다수의 하전볼과;
   상기 챔버의 내부공간에서 상기 제 1 물질, 제 2 물질 및 하전볼을 서로 마찰 및 충돌시키는 회전수단을 포함하고,
   상기 회전수단은 상기 챔버의 외부에 구비되는 모터와; 상기 모터에 의해 회전되면서 상기 챔버의 내부공간으로 인입되어 설치되는 회전축과; 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 일체로 회전되는 다수의 회전암을 포함하고,
   상기 회전축 중 적어도 상기 챔버의 내부공간으로 인입된 영역, 회전암, 챔버의 내주면 및 하전볼은 동일한 재질로 이루어지되 상기 제 1 물질의 일함수값과 제 2 물질의 일함수값 사이의 일함수값을 갖는 재질로 이루어지는 하전유닛.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전축 중 적어도 상기 챔버의 내부공간으로 인입된 영역, 회전암, 챔버의 내주면 및 하전볼은 구리, 황동, 알루미늄, 테프론, 아크릴 및 PVC 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 하전유닛.
   
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5. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔버의 배출구에는 상기 제 1 물질과 제 2 물질을 통과시키고 상기 하전볼은 통과시키지 않는 스크린이 배치되는 하전유닛.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔버를 경동시켜 챔버의 설치 각도를 조절하는 경동수단을 더 포함하는 하전유닛.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔버의 측벽에는 상기 내부공간의 온도가 일정하게 유지되도록 작동되는 히터가 구비되는 하전유닛.
   
8. 제 1 물질과 제 2 물질을 정전력에 의해 선별하는 정전 선별장치로서,
   상기 제 1 물질과 제 2 물질을 하전볼과 함께 마찰 및 충돌시켜 각각 서로 다른 극성으로 하전시키는 하전유닛과;
   서로 다른 극성으로 하전된 상기 제 1 물질과 제 2 물질을 정전력에 의해 선별하는 선별유닛을 포함하고,
   상기 하전유닛은 일측으로 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 투입되는 투입구가 형성되고, 타측으로 하전된 제 1 물질과 제 2 물질이 배출되는 배출구가 형성되며, 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 하전되는 내부공간이 형성되는 챔버와; 상기 챔버의 내부공간에서 유동되는 다수의 하전볼과; 상기 챔버의 내부공간에서 상기 제 1 물질, 제 2 물질 및 하전볼을 서로 마찰 및 충돌시키는 회전수단을 포함하는 마찰하전형 방식이고,
   상기 회전수단은 상기 챔버의 외부에 구비되는 모터와; 상기 모터에 의해 회전되면서 상기 챔버의 내부공간으로 인입되어 설치되는 회전축과; 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 일체로 회전되는 다수의 회전암을 포함하고,
   상기 회전축 중 적어도 상기 챔버의 내부공간으로 인입된 영역, 회전암, 챔버의 내주면 및 하전볼은 동일한 재질로 이루어지되 상기 제 1 물질의 일함수값과 제 2 물질의 일함수값 사이의 일함수값을 갖는 재질로 이루어지는 정전 선별장치.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 하전유닛과 상기 선별유닛 사이에 배치되어 상기 하전유닛에서 상기 제 1 물질과 제 2 물질이 하전볼과 함께 마찰 및 충돌되어 발생된 극미분을 상기 제 1 물질과 제 2 물질에서 분리시키는 사이클론을 더 포함하는 정전 선별장치.
   
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