KR101796358B1 - 인쇄회로기판 전자부품으로부터 탄탈럼 선별 기술 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자부품의 유가금속 회수방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법은 (A) 인쇄회로기판(2)에 전자부품(3)이 실장된 실장인쇄회로기판(Printed Circuit Board Assembly, PCBA, 1)으로부터 전자부품(3)을 분리하는 단계, (B) 분리된 전자부품(3) 중에서 소정의 선별부품을 선별하는 단계(S200), (C) 선별부품을 분쇄하는 단계(S300), (D) 선별부품이 분쇄되어 형성된 분쇄물 중에서 불순물을 제거하는 단계(S400), 및 (E) 밀도차이를 이용해서 불순물이 제거된 분쇄물로부터 유가금속을 회수하는 단계(S500)를 포함한다.

Description

인쇄회로기판 전자부품으로부터 탄탈럼 선별 기술{METHOD FOR RECYCLING TANTALUM FROM ELECTRICAL AND ELECTRONIC COMPONET OF PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 전자부품의 유가금속 회수방법에 관한 것이다.
근래 전기전자제품의 대량 생산과 함께 관련제품의 교환주기가 짧아짐에 따라 다량의 폐 전기전자제품(e-wastes)이 발생하고 있다. 이러한 폐 전기전자제품의 내부에는 다양한 종류의 전자부품(Electronic Components, ECs)이 실장된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB), 즉 실장인쇄회로기판(Printed Circuit Board Assembly, PCBA)이 존재한다. 인쇄회로기판에는 다량의 구리가, 전자부품에는 구리 이외에도 금, 백금, 철, 알루미늄, 탄탈럼(Tantalum), 기타 희유금속(rare metal) 등 다양한 금속이 포함되어 있다.
대부분의 금속자원을 해외에서 수입하는 우리나라는 폐 전기전자제품들로부터 유가금속을 회수하여 재활용하고 있다. 따라서, 유가금속을 회수하기 방법으로서, 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 인쇄회로기판 스크랩으로부터 금을 선택적으로 회수하는 방법 등이 고안되었다. 상기 방법은 염산용액을 사용하여 인쇄회로기판 스크랩으로부터 금을 추출하기 때문에 시안 또는 왕수를 사용하여 금을 침출시키는 것보다 친환경적이며 고순도의 금을 회수할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 상기 방법은 인쇄회로기판에 실장된 전자부품을 분리하지 않은 채로 실장인쇄회로기판을 절단하여 금을 회수하므로, 금속의 회수 효율이 떨어지고, 회수되는 금속이 금에 한정되는 문제가 있다.
이 밖에도 전기전자 폐기물 내의 유가금속을 회수하기 위한 방법으로서, 분쇄법, 직접소각법, 가열분해법, 화학용해법, 용융 무기염법 등이 있다.
분쇄법은 인쇄회로기판을 분쇄하여 유가금속과 무용물질을 단체분리하는 방법이다. 분쇄과정에서 발생하는 다량의 미립자는 단체분리의 효율을 높여주지만, 선별에 어려움을 야기한다.
직접소각법은 실장인쇄회로기판을 직접 소각하여 유리섬유 및 금속의 혼합물로 용융한 후, 이를 냉각하여 기본적인 금속을 추출하는 방법이다. 이러한 직접소각법의 경우에는 다량의 에너지가 소모되고, 유동성 수소 브롬화물 부산물이 발생하여 환경 오염을 유발하는 문제가 있다. 또한 저등급의 금속 혼합물을 정제하기 위해서 다시 제련공정을 거쳐야 하므로, 직접적인 이용가치가 매우 떨어진다.
가열분해법도 처리 과정에서 플라스틱 또는 수지 성분에 의한 유독 가스가 발생하고, 브롬화 에폭시 수지 및 유리섬유 등과 같은 물질을 재활용할 수 없는 단점이 있다.
화학용해법의 경우에는 인쇄회로기판 및 전자부품의 중간층에 존재하는 금속이 용해과정 중에 완전히 용해될 수 없다. 따라서, 브롬화 에폭시 수지는 용해 처리과정 후의 중금속과 혼합되어, 재처리 및 환경오염 문제를 발생시킨다.
용융 무기염법은 실장인쇄회로기판을 용융된 무기염에 집어넣어, 금속 및 유리섬유를 수집하여 재활용하는 방법이다. 이러한 방법은 400℃ 이상의 처리온도로 인해서 실장인쇄회로기판 내의 주석, 납 및 구리가 합금으로 혼합되어 저등급의 금속 혼합물이 되므로, 추가 제련공정이 요구되는 문제가 있다. 또한, 용융된 무기염의 밀도가 실장인쇄회로기판의 밀도보다 크기 때문에 실장인쇄회로기판은 용융된 무기염 위에 부유되고, 교반 분리과정을 직접 실행하기 곤란하다.
따라서, 종래 기술에 따른 유가금속의 회수 방법에 발생하는 문제를 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.
KR 2012-0055350 A
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 실장인쇄회로기판으로부터 전자부품을 떼어낸 후 분쇄, 분급, 선별공정을 거쳐 전자부품 내부에 포함된 다양한 종류의 금속 가운데 경제적 가치가 있는 특정금속(valuable metal)을 회수하는 전자부품의 유가금속 회수방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 전자부품으로부터 선별된 부품을 분쇄한 후에, 불순물을 제거함으로써, 고순도의 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있는 전자부품의 유가금속 회수방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법은 (A) 인쇄회로기판에 전자부품이 실장된 실장인쇄회로기판으로부터 상기 전자부품을 분리하는 단계, (B) 분리된 상기 전자부품 중에서 소정의 선별부품을 선별하는 단계, (C) 상기 선별부품을 분쇄하는 단계, (D) 상기 선별부품이 분쇄되어 형성된 분쇄물 중에서 불순물을 제거하는 단계, 및 (E) 밀도차이를 이용해서 상기 불순물이 제거된 상기 분쇄물로부터 유가금속을 회수하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 (A) 단계는, 상기 전자부품을 분리하기 전에, 상기 실장인쇄회로기판을 소정의 크기로 절단하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 실장인쇄회로기판은 랩탑 컴퓨터(labtop computer)에 내장된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 (B) 단계는, 상기 전자부품을 체분리(sieving)하여, 입도에 따라 상기 선별부품을 선별한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 선별부품의 입도는 2.80 ~ 6.35 ㎜이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 선별부품은 탄탈럼 커패시터(Tantalum Capacitor)이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 불순물은 자성체이고, 상기 (D)단계는 자력 선별하여, 상기 불순물을 제거한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 불순물의 입도가 100㎛ 이상일 때에는 건식 자력선별기를 사용하고, 상기 불순물의 입도가 100㎛ 미만일 때에는 습식 자력선별기를 사용한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 분쇄물은 유가금속 및 비금속을 포함하고, 상기 유가금속이 상기 비금속보다 밀도가 상대적으로 더 크며, 상기 (E)단계는 상기 분쇄물을 회전시켜, 원심력에 의해 상기 유가금속을 회수한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 있어서, 상기 유가금속은 탄탈럼(Tantalum)인 전자부품의 유가금속 회수방법.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 실장인쇄회로기판으로부터 전자부품을 분리하여, 분쇄 금속 종류에 따른 밀도차이를 이용해 유가금속을 회수한다. 따라서, 실장인쇄회로기판을 그대로 고온 용융로에 투입하는 고온용융법에 비해 경제적 가치가 있는 유가금속을 회수할 수 있고, 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전자부품으로부터 선별된 부품을 분쇄한 후에, 불순물을 제거하므로, 동일 조건하에서 고순도의 유가금속을 보다 많이 농축하여 회수할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 실장인쇄회로기판의 사진이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 사용되는 시스템의 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 밀도선별기의 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 실장인쇄회로기판의 사진이고, 도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법의 순서도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법은 (A) 인쇄회로기판(2)에 전자부품(3)이 실장된 실장인쇄회로기판(Printed Circuit Board Assembly, PCBA, 1)으로부터 전자부품(3)을 분리하는 단계, (B) 분리된 전자부품(3) 중에서 소정의 선별부품을 선별하는 단계(S200), (C) 선별부품을 분쇄하는 단계(S300), (D) 선별부품이 분쇄되어 형성된 분쇄물 중에서 불순물을 제거하는 단계(S400), 및 (E) 밀도차이를 이용해서 불순물이 제거된 분쇄물로부터 유가금속을 회수하는 단계(S500)를 포함한다.
본 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법은 실장인쇄회로기판(Printed Circuit Board Assembly, PCBA, 1)의 전자부품(3)으로부터 유가금속을 회수하는 방법으로서, 실장인쇄회로기판(1)으로부터 전자부품(3)을 분리하는 단계(S100), 선별부품을 선별하는 단계(S200), 선별부품을 분쇄하는 단계(S300), 분쇄물 중에서 불순물을 제거하는 단계(S400), 및 분쇄물로부터 유가금속을 회수하는 단계(S500)를 포함한다.
여기서, 실장인쇄회로기판(1)은 전자부품(3)이 실장된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB, 2)을 의미한다. 인쇄회로기판(2)은 구리가 주성분을 이루지만, 전자부품(3)에는 구리 이외에도 금, 백금, 철, 알루미늄, 탄탈럼(Tantalum), 기타 희유금속(rare metal) 등 다양한 금속이 포함되어 있다. 따라서, 폐 실장인쇄회로기판(1)의 전자부품(3)으로부터 다양한 종류의 유가금속을 회수할 수 있다. 특히, 전자부품(3)이 소형화되면서 탄탈럼 커패시터(Tantalum Capacitor. 3a)의 사용빈도가 높아지는데, 이러한 탄탈럼 커패시터(3a)에는 유가금속인 탄탈럼((Tantalum, Ta)이 약 42~46 wt%가 함유되어 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법은 폐 실장인쇄회로기판(1)의 탄탈럼 커패시터(3a)로부터 탄탈럼을 효과적으로 회수할 수 있다. 다만, 전자부품(3)이 반드시 탄탈럼 커패시터(3a)에 한정되는 것은 아니고, 실장인쇄회로기판(1)에 실장된 모든 부품을 포함한다. 또한, 회수되는 유가금속도 반드시 탄탈럼에 한정되는 아니며, 금, 백금, 팔라듐(palladium), 로듐(rhodium) 등 다양한 금속을 포함한다. 한편, 유가금속의 회수에 사용된 폐 실장인쇄회로기판(1)은 예를 들어, 랩탑 컴퓨터(labtop computer)에 내장된 실장인쇄회로기판(1)일 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 종류의 전기전자제품에 내장된 실장인쇄회로기판(1)을 포함한다.
본 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법에 따라, 유가금속을 회수하기 위해서는, 우선 실장인쇄회로기판(1)으로부터 전자부품(3)을 분리하는 단계(S100)를 밟는다. 이러한 단계를 거치면, 실장인쇄회로기판(1)이 인쇄회로기판(2)과 전자부품(3)으로 분리된다. 본 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법은 전자부품(3)을 대상으로, 거기에 함유된 유가금속을 회수하는 것이므로, 실장인쇄회로기판(1)으로부터 전자부품(3)을 분리한다. 이때, 실장인쇄회로기판(1)으로부터 전자부품(3)을 분리하는 단계(S100)는 실장인쇄회로기판(1)을 절단하는 단계(S110)를 포함할 수 있다. 실장인쇄회로기판(1)을 절단하는 단계(S110)에서, 실장인쇄회로기판(1)을 분리하기 전에, 실장인쇄회로기판(1)을 소정의 크기로 절단한다. 이에 따르면, 실장인쇄회로기판(1)을 소정의 크기로 절단하여, 절단된 실장인쇄회로기판(1)으로부터 전자부품(3)을 분리하게 된다.
전자부품(3)이 분리되면, 선별부품을 선별하는 단계(S200)를 거친다. 여기서, 선별부품은 분리된 전자부품(3) 중에서 회수하고자 하는 유가금속이 포함된 소정의 부품을 의미한다. 예를 들어, 탄탈럼 커패시터(3a)로부터 탄탈럼을 회수하고자 하는 경우에는, 탄탈럼 커패시터(3a)가 소정의 선별부품에 해당한다. 구체적으로, 선별부품을 선별하기 위해서, 분리된 전자부품(3)을 체분리(sieving)할 수 있다. 이러한 체분리를 통해서 전자부품(3)들은 입도(粒度)에 따라서 분급되는데, 이때 입도는 2.80 ~ 6.35 ㎜일 수 있다. 일반적인 탄탈럼 커패시터(3a)는 1 ~ 6 ㎜의 사이즈를 가지므로, 상기 입도 하에서, 실장인쇄회로기판(1)에 실장된 전체 탄탈럼 커패시터(3a) 중 약 93 wt%에 달하는 탄탈럼 커패시터(3a)를 선별해낼 수 있다.
다만, 선별부품을 분리하기 위해서 반드시 체분리하여야 하는 것은 아니고, 선별부품의 형상, 구조 및 금속의 함유 정도에 따라서, 형상분리 또는 와전류선별방법 등을 이용할 수 있다. 여기서, 형상분리는 전자부품(3)의 형상에 따라 분리하는 방법이고, 와전류선별은 전자부품(3)의 외관을 형성하는 성분에 따라 분리하는 방법이다.
선별된 선별부품들은 그 크기나 형태, 또는 자력 등의 성질이 비슷하므로, 선별부품을 분쇄하는 단계(S300)를 밟는다. 여기서, 크기, 형태 또는 성분에 따라 선별된 선별부품을 분쇄한다. 이렇게 선별부품이 분쇄됨으로써, 금속, 수지(플라스틱), 세라믹 성분으로 단체분리(liberation)가 일어난다. 즉, 분쇄 단계에서 분쇄와 분급이 동시에 이루어진다.
선별부품이 분쇄되어 분쇄물이 형성되면, 분쇄물 중에서 불순물을 제거하는 단계(S400)를 거친다. 여기서, 불순물은 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등과 같은 자성체 금속일 수 있는데, 이때에는 자력 선별을 통해 불순물을 제거할 수 있다. 이렇게 불순물이 제거됨으로써, 순도가 높은 유가금속을 농축하여 회수할 수 있다.
분쇄물에서 불순물이 제거되면, 분쇄물로부터 유가금속을 회수하는 단계(S500)를 밟는다. 이때, 밀도차이를 이용해 분쇄물로부터 유가금속을 회수한다. 구체적으로, 분쇄물은 금속 및 수지, 세라믹 등과 같은 비금속으로 이루어지고, 금속 중의 유가금속은 비금속에 비해 상대적으로 밀도가 더 클 수 있다. 따라서, 분쇄물을 회전시킴으로써, 원심력에 의해 유가금속을 회수할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법은 실장인쇄회로기판(1)으로부터 전자부품(3)을 분리하여, 밀도차이를 이용해 유가금속을 회수하므로, 실장인쇄회로기판(1)을 그대로 고온 용융로에 투입하는 고온용융법에 비해 높은 순도의 유가금속을 회수할 수 있고, 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전자부품(3)으로부터 선별된 선별부품을 분쇄한 후에, 불순물을 제거하므로, 종래 유가금속 회수방법에 비해, 동일 조건하에서 고순도의 유가금속을 보다 많이 농축하여 회수할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법을 수행할 수 있는 시스템의 일 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자부품의 유가금속 회수방법에 사용되는 시스템의 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속(8) 회수방법에 사용되는 시스템은 슈레더(shredder, 10), 부품분리기(20), 분급기(30), 분쇄기(40), 자력선별기(50), 및 밀도선별기(60)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 시스템을 이용해 폐 랩탑 컴퓨터로부터 탄탈럼(8)을 회수하는 과정을 가정하여 설명한다. 다만, 본 실시예에 따른 전자부품(3)의 유가금속 회수방법이 반드시 본 시스템에 의해서만 수행되는 것은 아니고, 폐 랩탑 컴퓨터을 대상으로 한 탄탈럼(8) 회수에 한정되는 것도 아니다.
여기서, 슈레더(10)는 폐기물 등과 같은 대상물을 파쇄하는 파쇄기로서, 사용 후 수거된 폐 랩탑 컴퓨터에서 분리된 실장인쇄회로기판(1)을 소정의 크기로 절단한다. 절단된 실장인쇄회로기판(1)은 부품분리기(20)를 통과하면서, 인쇄회로기판(2)과 전자부품(3)으로 분리된다. 예를 들어, 부품분리기(20)는 대한민국 등록특허공보 제10-1511309호 또는 공개특허공보 제2013-014291호에 개시된 인쇄회로기판(2)의 부품분리장치일 수 있다. 다만, 부품분리기(20)가 반드시 상기 인쇄회로기판(2)의 부품분리장치에 한정되는 것은 아니고, 충격을 주거나, 가압 또는 가열하여, 실장인쇄회로기판(1)으로부터 전자부품(3)을 분리할 수 있는 모든 장치를 포함한다.
분리된 전자부품(3) 중에는 회수하고자 하는 탄탈럼(8)이 다량 함유된 탄탈럼 커패시터가 포함되어 있는데, 이러한 탄탈럼 커패시터, 즉 선별부품(4)은 분급기(30)를 통해 선별된다. 여기서, 분급기(30)는 체(sieve)일 수 있다. 따라서, 입도에 따라 체분리하여, 탄탈럼 커패시터를 선별한다. 이때, 2.80 ~ 6.35 ㎜ 입도 범위에서, 실장인쇄회로기판(1)에 실장된 전체 탄탈럼 커패시터 중 약 93 wt%에 달하는 탄탈럼 커패시터를 얻을 수 있다. 한편, 분급기(30)는 반드시 체에 한정되는 것은 아니고, 선별부품(4)의 종류에 따라 형상분리 또는 와전류선별 장치일 수도 있다.
탄탈럼 커패시터는 약 8 wt%의 전극과 약 40 ~ 46 wt%의 소결된 탄탈럼(8), 29.7 wt%의 SiO2가 충전된 난연성 에폭시 수지(fireproof epoxy resin) 등으로 구성된다. 여기서, 회수 대상은 탄탈럼(8) 소결체 및 탄탈럼(8) 소결체가 산화된 Ta2O5 박막이다. 이에, 분쇄기(mill, 40)를 통해, 탄탈럼 커패시터를 분쇄하여, 전극과 탄탈럼(8) 소결체를 분리한다. 이때, 탄탈럼(8) 소결체는 탄탈럼(8) 파우더(powder)에 열을 가해 고형화한 것이므로, 비교적 작은 충격에도 부서져 선별이 어려울 수 있다. 따라서, 전극과 탄탈럼(8) 소결체를 분리하는 동시에, 전극은 상대적으로 최대한 큰 입도를 갖고, 탄탈럼(8) 소결체로부터 미분 발생이 최소화되는 조건으로 분쇄가 이루어져야 한다. 이때, 탄탈럼 커패시터는 1 ㎜ 이하로 분쇄된다. 이러한 분쇄를 수행하는 분쇄기(40)는 예를 들어, 해머 밀(hammer mill) 또는 핀 밀(pin mill)일 수 있는데, 바람직하게는 해머 밀로 분쇄한다. 왜냐하면, 분쇄 과정에서 다량의 미립자가 발생하면, 입자간 응집이 일어나고, 강한 소수성 표면 특성을 가져서 입자간 분산이 잘 이루어지지 않는데, 해머 밀로 분쇄하는 경우에는, 핀 밀에 의한 경우보다 D50이 약 220 ㎛로 그 입도가 더 크며, 입도 63 ㎛ 이하의 미립자가 더 적게 발생하기 때문이다. 여기서, D50은 전체 입자 중 50%에 해당하는 입자 크기를 의미한다.
탄탈럼 커패시터가 분쇄된 분쇄물(6)에는 전극의 주성분인 철과 니켈, 그리고 수지, 탄탈럼98) 등이 포함된다. 여기서, 금속 중 유가금속(8)인 탄탈럼(8)을 제외한 철, 니켈 등과 같은 불순물(7)을 제거한다. 이때, 불순물(7)은 자성체인데 반해, 탄탈럼(8)은 자화율이 0.93×10-6 CGS로 알루미늄의 약 1/100에 해당하여 비자성체에 가까운 특징을 가지므로, 자력선별기(magnetic separator, 50)를 통해 불순물(7)을 자력 선별할 수 있다. 자력선별기(50)는 건식 자력선별기와 습식 자력선별기가 있는데, 불순물(7)의 입도가 100㎛ 이상일 때에는 건식 자력선별기를 사용하고, 불순물(7)의 입도가 100㎛ 미만일 때에는 습식 자력선별기를 사용하여 미립자의 원활한 분산을 통해 불순물(7)을 제거할 수 있다. 예를 들어, 건식 자력선별기는 크로스-벨트(cross-belt) 자력선별기, 습식 자력선별기는 드럼(drum) 자력선별기일 수 있다. 다만, 건식 자력선별기와 습식 자력선별기가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이렇게 분쇄물(6)에서 불순물(7)이 제거되면, 밀도선별기(60)를 통해 탄탈럼(8)이 농축된다. 여기서, 밀도선별기(60)는 탄탈럼(8)과 탄탈럼(8) 이외의 금속 및 수지의 밀도차이를 이용해 탄탈럼을 농축하여 선별하는 장치이다.
이하에서, 밀도선별기(60)를 구체적으로 설명한다.
도 5는 도 4에 도시된 밀도선별기의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 밀도선별기(60)는 회전챔버(61), 및 케이스(63)를 포함할 수 있다. 회전챔버(61)는 내부에 분쇄물(6)을 수용하는 용기로서, 중심축을 중심으로 회전한다. 따라서, 회전챔버(61) 내부의 분쇄물(6)은 원심력에 의해 회전챔버(61)의 내벽에 밀착된다. 회전챔버(61)는 케이스(63) 내부에 배치되는데, 케이스(63)의 외벽 내부에는 물 자켓(water jacket, 64)이 형성되고, 회전챔버(61)의 외벽에는 관통된 다수 개의 배출공(62)이 형성된다. 이때, 물 자켓(64)에 주입되어 유동하는 유동유체(66)가 배출공(62)을 통해 회전챔버(61)의 내측으로 분사된다. 그 결과, 탄탈럼(8)보다 밀도가 작은 수지(6a) 및 탈탈럼(8)을 제외한 기타 금속(6b)은 분사되는 유동유체(66)에 의해 회전챔버(61) 외부로 유출되고, 회전챔버(61) 내부에는 탄탈럼(8)만 존재하므로, 탄탈럼(8)을 농축하여 선별할 수 있다.
이때, 탄탈럼(8)의 선별효율은 회전챔버(61)의 회전수와 물 자켓(64)으로 주입되는 유동유체(66)의 초기 유량에 의해 결정된다. 이에, 선별효율이 최대가 되는 최적의 조건을 도출하기 위해서, 회전수를 고정한 상태로 초기 유량을 다르게 하여 선별효율을 측정하는 제1 실험을 실행하고, 초기 유량을 고정한 상태에서 회전수를 다르게 하여 선별효율을 측정하는 제2 실험을 실행하였다. 그 결과, 입도가 1 ㎜인 분쇄물(6)의 경우에는 회전수 200 rpm 및 초기 유량이 6.5 L/m일 때에 최고 선별효율을 나타냈다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 실장인쇄회로기판 2: 인쇄회로기판
3: 전자부품 4: 선별부품
5: 기타 부품 6: 분쇄물
7: 불순물 8: 유가금속, 탄탈럼
10: 슈레더 20: 부품분리기
30: 분급기 40: 분쇄기
50: 자력선별기 60: 밀도선별기
61: 회전챔버 62: 배출공
63: 케이스 64: 물 자켓
66: 유동유체

Claims (10)

  1. (A) 인쇄회로기판에 전자부품이 실장된 실장인쇄회로기판으로부터 상기 전자부품을 분리하는 단계;
    (B) 분리된 상기 전자부품 중에서 소정의 선별부품을 모으는 단계;
    (C) 상기 선별부품을 분쇄하는 단계;
    (D) 상기 선별부품이 분쇄되어 형성된 분쇄물 중에서 불순물을 제거하는 단계; 및
    (E) 밀도차이를 이용해서 상기 불순물이 제거된 상기 분쇄물로부터 유가금속을 회수하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 (A) 단계는,
    상기 전자부품을 분리하기 전에, 상기 실장인쇄회로기판을 소정의 크기로 절단하는 단계를 포함하며,
    상기 선별부품은 탄탈럼 커패시터(Tantalum Capacitor)이고,
    상기 유가금속은 탄탈럼(Tantalum) 소결체이며,
    상기 (C) 단계에서 상기 탄탈럼 커패시터는 1 mm 이하로 분쇄되어, 전극을 구성하는 금속, 비금속, 및 상기 탄탈럼 소결체로 분리되고,
    상기 (D) 단계에서 제거되는 상기 불순물은 상기 전극을 구성하는 금속이며,
    상기 (E) 단계에서 상기 분쇄물을 회전시켜 원심력에 의해 상기 비금속보다 밀도가 큰 상기 탄탈럼 소결체를 회수하고,
    상기 (E) 단계는 밀도선별기를 이용하되, 상기 밀도선별기는,
    상기 분쇄물을 내부에 수용하고, 중심축을 중심으로 회전하여 상기 원심력을 유발하며, 외벽을 관통하는 다수 개의 배출공을 구비하는 회전챔버;
    외벽이 상기 회전챔버의 외면을 감싸는 케이스; 및
    상기 케이스의 외벽 내에 구비되어 유동유체를 수용하고, 상기 유동유체가 상기 배출공을 통해 상기 회전챔버 내부로 분사되도록 상기 배출공과 소통하는 물자켓;을 포함하여, 분사되는 상기 유동유체에 의해 상기 비금속을 상기 회전챔버 외부로 배출시키는 전자부품의 유가금속 회수방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 실장인쇄회로기판은 랩탑 컴퓨터(laptop computer)에 내장되는 전자부품의 유가금속 회수방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 (B) 단계는,
    상기 전자부품을 체분리(sieving)하여, 입도에 따라 상기 선별부품을 선별하는 전자부품의 유가금속 회수방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 선별부품의 입도는 2.80 ~ 6.35 ㎜인 전자부품의 유가금속 회수방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 불순물은 자성체이고,
    상기 (D) 단계는 자력 선별하여, 상기 불순물을 제거하는 전자부품의 유가금속 회수방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 불순물의 입도가 100㎛ 이상일 때에는 건식 자력선별기를 사용하고, 상기 불순물의 입도가 100㎛ 미만일 때에는 습식 자력선별기를 사용하는 전자부품의 유가금속 회수방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 분쇄물은 유가금속 및 비금속을 포함하고, 상기 유가금속이 상기 비금속보다 밀도가 상대적으로 더 크며,
    상기 (E) 단계는 상기 분쇄물을 회전시켜, 원심력에 의해 상기 유가금속을 회수하는 전자부품의 유가금속 회수방법.
  10. 삭제
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