KR101807694B1 - 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은, 폐축전지를 절단하여 내부의 전해액을 제거하는 전해액 제거부와, 전해액 제거부의 일측에 설치되며, 전해액이 제거된 폐축전지를 공급받아 폐축전지의 철재류를 제거하는 탈철부와, 탈철부의 일측에 설치되며, 전해액과 철재류가 제거된 폐축전지를 공급받아 분쇄시키는 분쇄부와, 분쇄부의 일측에 설치되며, 분쇄부에 의해 분쇄된 폐축전지 분쇄물을 공급받아 분쇄물을 구성하는 폴리프로필렌, 세퍼레이터 및 그리드를 비중을 이용하여 선별 분리하는 수력 분리부와, 수력 분리부의 일측에 설치되며, 수력 분리부에 의해 분리 회수된 세퍼레이터를 세척하는 세퍼레이터 세척부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 폐축전지 해체 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수명이 다한 폐축전지를 분쇄하여 여러 구성부품을 선별 분리하고, 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량 등의 전장품을 구동시키기 위한 전원을 공급하는 동력원으로서 납축전지가 사용되며, 이러한 납축전지는 화학에너지를 전기에너지로 변화시키는 것에 의해 방전(放電)을 실시하고 이와 반대로 다른 전원으로부터 전기에너지를 공급하여 화학에너지로 변화시켜 축적하는 것에 의해 충전(充電)이 가능하다. 이러한 납축전지는 그 수명이 다하게 되면 환경오염을 유발하지 않도록 폐기 처리되고 있으며, 폐기된 부속품은 환경보호를 위해 재처리 공정을 거치게 된다.
특히, 근래 들어서는 자원재활용 청정기술에 대한 관심이 높아짐에 따라 급속하게 증가하고 있는 축전지에 대한 폐기작업의 중요성이 대두되고 있는 실정이다.
도 1은 통상의 축전지를 나타낸 사시도로서, 축전지(10)는 케이스(11)와, 케이스(11)의 개방된 상면을 차폐하면서 그 상면으로 핸들(13)이 구비되는 커버(12)로 구성되며, 커버(12)의 상면에는 전극터미널(14)이 노출된다. 또한, 케이스(11)의 내부에는 다수의 극판(15)이 스크랩(16)을 통해 일체로 구비되며, 이때의 극판(15)은 기판과 활물질로 구성된다. 이외에도 축전지(10)는 다량의 납과 황산이 포함된다.
이와 같은 통상의 축전지(10)에서 재생 가능한 구성요소를 살펴보면, 납(LEAD)은 재생연공장의 주원료로 사용되고, 케이스(11)등과 같은 부재는 재생 플라스틱으로 이용되며, 황산은 수집되어 재 처리된다. 이외에도 전극터미널(14) 및 극판(15) 등은 용융 과정을 통해 납 괴를 만들어 재 사용한다.
그러나, 종래의 폐축전지의 폐기방법은 통상 작업자가 수작업으로 각 부품들을 파기하여 분리시키면서 해체하는 방법이 사용되었으나, 작업에 소요되는 시간이 길어질 뿐만 아니라 연속적인 작업이 불가능하여 작업성이 떨어지는 문제점이 있엇다. 특히, 폐축전지에는 인체에 심각한 악영향을 미치는 유해성분이 포함되어 있을 뿐만 아니라 환경오염을 유발시키는 성분이 있으므로 공정상 완전 분리가 되지 않을 경우 환경 오염의 심각한 문제를 발생시킨다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하고자 본 출원인은 특허출원 제2007-0025484호를 통해 개선된 폐축전지 해체장치를 제안한 바 있다.
본 출원인이 선출원한 폐축전지 해체장치는 선행개술문헌(도 2 참조)에 개시된 바와 같이, 진동 투입기(1)를 통해 투입된 폐축전지를 연속적으로 일측에 설치된 절단기(4)로 이송시켜 내부의 전해액을 제거하는 전해액 제거부(a)와, 전해액 제거부(a)의 일측에 위치하여 전해액이 제거된 폐축전지를 공급받아 일측에 설치된 탈철기(5)를 이용하여 철재류를 제거하는 탈철부(b)와, 탈철부(b)의 일측에 설치되어 철재류가 제거된 폐축전지를 공급받아 일측에 설치된 분쇄기(7)로 이송시켜 분쇄를 실시하는 분쇄기(7)와, 분쇄기(7)의 일측에 설치되어 분쇄물을 공급받아 100Mesh의 크기를 기준으로 선별 분류하여 각각 분배 이송시키는 1차 진동 스크린(10)과, 1차 진동 스크린(10)의 일측에 설치되어 100Mesh 미만의 크기를 갖는 분쇄물인 페이스트를 공급받아 슬러지 형태로 축적시키는 드레그 체인 컨베이어(11)와, 분쇄기(7)의 타측에 설치되어 100Mesh 이상의 크기를 갖는 분쇄물인 스크랩을 공급받아 물에 뜨는 폴리프로필렌을 일측의 회수수단(c)으로 공급하고, 물에 가라앉는 세퍼레이터와 그리드를 내부 하측에 설치된 제1 스크류 컨베이어(16)를 통해 출구로 이송시키면서 공기를 분사하여 부유되는 세퍼레이터와 플라스틱을 일측의 2차 진동 스크린(20)으로 분리 공급하는 수력 분리기(12)와, 수력 분리기(12)의 일측에 설치되어 세퍼레이터를 공급받아 포함된 물과 잔류 페이스트는 드레그 체인 컨베이어(11)로 공급하고 세퍼레이터는 일측의 스크류 컨베이어(21)를 통과시켜 회수하는 2차 진동 스크린과, 드레그 체인 컨베이어(11)의 일측에 설치되어 페이스트를 공급받아 일정량이 채워지면 소다회를 공급받아 교반하고 탈황된 물질은 여과기를 통과시키는 교반 수단(d)으로 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 출원인이 선출원한 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은 폐축전지 분쇄물이 수력 분리기(12)에 공급되어 폴리프로필렌, 세퍼레이터, 그리드 등으로 선별 분리되고, 수력 분리기에 의해 분리된 세퍼레이터는 2차 진동 스크린(20)으로 공급되어 세퍼레이터에 포함된 물과 잔류 페이스트가 분리된 후 세퍼레이터는 스크류 컨베이어(21)를 통과시켜 회수하게 된다.
그런데, 이렇게 회수된 세퍼레이터에는 환경오염을 유발시키는 유해물질이 포함될 수 있으므로 폐기 처리시 세퍼레이터에 포함된 폴리프로필렌, 페이스트 등, 특히 인체에 심각한 악영향을 미치는 납을 추가적으로 선별 분리하는 재처리 공정이 절실히 요구된다. 또한, 세퍼레이터로부터 선별 분리된 폴리프로필렌, 납, 페이스트 등은 자원활용을 위하여 원료로 재사용할 필요가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 폐축전지에 대한 연속적인 해체 자동화를 실현시켜 작업환경의 개선과 환경오염의 저감 및 부산물에 대한 고부가 가치화를 통한 경제성 확보를 가능하게 하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 폐축전지의 분쇄물을 구성하는 세퍼레이터를 세척하여 세퍼레이터에 포함된 폴리프로필렌, 납, 페이스트 등을 선별 분리하고, 이를 원료로 재사용할 수 있도록 하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은, 폐축전지를 절단하여 내부의 전해액을 제거하는 전해액 제거부; 상기 전해액 제거부의 일측에 설치되며, 전해액이 제거된 폐축전지를 공급받아 폐축전지의 철재류를 제거하는 탈철부; 상기 탈철부의 일측에 설치되며, 전해액과 철재류가 제거된 폐축전지를 공급받아 분쇄시키는 분쇄부; 상기 분쇄부의 일측에 설치되며, 상기 분쇄부에 의해 분쇄된 폐축전지 분쇄물을 공급받아 분쇄물을 구성하는 폴리프로필렌, 세퍼레이터 및 그리드를 비중을 이용하여 선별 분리하는 수력 분리부; 및 상기 수력 분리부의 일측에 설치되며, 상기 수력 분리부에 의해 분리 회수된 세퍼레이터를 세척하는 세퍼레이터 세척부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수력 분리부는, 상기 분쇄물의 구성물 중 상대적으로 비중이 작아 물에 뜨는 폴리프로필렌을 일측으로 선별 분리하고, 상대적으로 비중이 커서 물에 가라앉는 세퍼레이터와 그리드를 내부 하측에 설치된 이송스크류를 통해 출구로 이송시키면서 공기를 분사하여 부유되는 세퍼레이터를 타측으로 선별 분리할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은, 상기 분쇄부와 상기 수력 분리부의 사이에 설치되며, 상기 분쇄부로부터 상기 분쇄물을 공급받아 소정 크기의 기준으로 선별 분류하여 각각 분배 이송하는 제 1 선별분류부를 더 포함하되. 상기 제 1 선별분류부는 소정 크기 미만의 분쇄물을 일측으로 이송 공급하고, 소정 크기 이상의 분쇄물을 상기 수력 분리부로 이송 공급할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은, 상기 제 1 선별분류부의 일측에 설치되며, 소정 크기 미만의 분쇄물인 페이스트를 공급받아 슬러지 형태로 축적시키는 드레그 컨베이어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은, 상기 수력 분리부와 상기 세퍼레이터 세척부의 사이에 설치되며, 상기 수력 분리부로부터 세퍼레이터를 공급받아 세퍼레이터에 포함된 물과 잔류 페이스트를 상기 드레그 컨베이어부로 공급하고, 세퍼레이터를 회수하여 상기 세퍼레이터 세척부로 공급하는 제 2 선별분류부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은, 상기 드레그 컨베이어부의 일측에 설치되며, 상기 드레그 컨테이어부로부터 페이스트를 공급받아 일정량이 채워지면 소다회를 공급받아 교반하고 탈황된 물질을 여과기를 통과시키는 교반부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터 세척부는, 상기 수력 분리부에 의해 분리 회수된 세퍼레이터가 투입되는 투입구가 상측에 형성되고 상기 투입구와 인접한 일측에 유입구 및 제 1 배출구가 형성되며 상부 일측에 제 2 배출구가 형성되고 세퍼레이터를 세척하기 위한 물이 채워지는 메인수조 및 상기 메인수조와 격벽으로 공간이 구획되면서 하부 일측에 제 3 배출구가 형성되는 보조수조를 구비하는 수조부; 상기 투입구에 회전 가능하게 설치되며, 세퍼레이터에 포함된 폴리프로필렌, 납, 페이스트를 각각 분리하기 위하여 회전 시 세퍼레이터를 물속으로 가라앉게 눌러주면서 세퍼레이터의 구성물 중 상대적으로 비중이 작아 수면 상으로 부상한 폴리프로필렌을 상기 유입구로 이송시키는 유동수단; 및 상기 수조부에 설치되며, 상기 유입구로 이송된 폴리프로필렌을 상기 제 1 배출구로 강제 이송시키고, 상기 유동수단에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터를 세척하면서 이송시키되, 세퍼레이터의 구성물 중 상대적으로 비중이 큰 납을 분리 배출시켜 상기 제 3 배출구로 강제 이송시키고, 납이 제거된 세퍼레이터를 상기 제 2 배출구로 강제 이송시키는 이송수단;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수조부는, 상기 유동수단에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터를 중앙 하측으로 원활하게 이동할 수 있도록 호퍼 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유동수단은, 전원공급을 받아 회전 구동력을 발생시키는 모터; 및 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 판재형의 회전 블레이드;를 포함하되, 상기 회전 블레이드는 회전 시 물의 저항을 감소시킬 수 있도록 관통구가 다수 개 형성될 수 있다.
또한, 상기 관통구는 상기 모터의 회전축을 중심으로 상측과 하측에 대칭되면서 상기 회전축과 평행하게 복수 열로 배열되며, 상기 회전 블레이드가 회전 시 상측과 하측의 상기 관통구가 반복적으로 물속에 잠기면서 물이 상기 관통구를 통과하도록 하여 물의 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 회전 블레이드는, 상기 회전축을 중심으로 반경방향의 양단부에 회전방향의 반대방향으로 벤딩되는 회전곡면부가 형성되어 회전 시 물의 저항을 최소화하면서 수면 상에 부유한 폴리프로필렌을 상기 유입구로 이송함과 동시에 세퍼레이트를 물속으로 가라앉게 눌러줄 수 있다.
또한, 상기 이송수단은, 상기 메인수조의 투입구와 인접하는 일측에 상기 유입구와 상기 제 1 배출구 사이에 설치되며, 상기 유동수단에 의해 상기 유입구로 이송되는 폴리프로필렌을 상기 제 1 배출구로 강제 이송시키는 제 1 이송스크류부; 상기 메인수조의 저면에 수평방향으로 배치되고, 하면 및 측면에 다수의 타공이 형성된 제 1 타공판이 구비되며, 상기 유동수단에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터를 일방향으로 강제 이송시키면서 세퍼레이터에 포함된 납을 상기 제 1 타공판을 통해 낙하 배출하여 1차로 분리하는 제 2 이송스크류부; 상기 메인수조에 상기 제 2 이송스크류부의 출구단 하측으로부터 상향으로 경사지게 배치되어 상기 제 2 배출구와 연결되게 설치되고, 하면 및 측면에 다수의 타공이 형성된 제 2 타공판이 구비되며, 상기 제 2 이송스크류부로부터 이송되는 세퍼레이터에 포함된 납을 상기 제 2 타공판을 통해 낙하 배출하여 2차로 분리하고, 납이 제거된 세퍼레이터를 상기 제 2 배출구로 강제 이송시키면서 세척하여 배출하는 제 3 이송스크류부; 및 상기 보조수조의 저면에 수평방향으로 배치되어 상기 제 3 배출구와 연결되게 설치되고, 상기 제 1 및 제 2 타공판을 통해 낙하 배출되는 납을 상기 제 3 배출구로 강제 이송시키는 제 4 이송스크류부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이송수단은, 상기 제 3 배출구와 연결되어 상향으로 경사지게 배치되고, 제 4 배출구가 단부에 형성되며, 상기 제 3 배출구를 통해 배출되는 납을 상기 제 4 배출구로 강제 이송시키는 제 5 이송스크류부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터 세척부는, 상기 수조부의 외측에 상기 메인수조와 상기 보조수조를 순환 연결하는 순환배관, 상기 순환배관 상에 설치되는 필터 및 순환모터를 포함하며, 세퍼레이터를 세척 시 상기 순환배관을 통해 물을 순환시키면서 세퍼레이터에 포함된 폴리프로펠렌, 납, 페이스트로 인해 오염된 물을 상기 필터를 통해 정제하는 정제수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템에 따르면, 폐축전지에 대한 해체 공정을 연속적으로 자동 실시함에 따라 종전에 비해 투입인력을 대폭적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 작업환경의 개선에 따른 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 아울러 폐기 물질을 재활용하는 청정기술을 확보함에 따라 환경공해 방지와 부산물의 고부가 가치화를 실현시킬 수 있어 산업상 대단히 유용한 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 폐축전지의 분쇄물을 구성하는 세퍼레이터(SP)를 세척부로 세척함으로써, 세퍼레이터(SP)로부터 폴리프로필렌(PP), 납(LEAD), 페이스트(PASTE) 등을 선별 분리할 수 있고, 이를 원료로 재사용할 수 있으므로 환경 개선과 이익을 창출할 수 있다. 따라서, 폐축전지를 재활용하는 청정기술을 확보함에 따라 환경공해 방지와 부산물의 고부가 가치화를 실현시킬 수 있어 산업상 대단히 유용한 효과가 기대된다.
도 1은 일반적인 폐축전지를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템의 세퍼레이터 세척부를 나타낸 개략도.
도 4는 세퍼레이터 세척부의 사시도.
도 5는 세퍼레이터 세척부의 정면도.
도 6은 세퍼레이터 세척부의 평면도.
도 7은 세퍼레이터 세척부의 측면도.
도 8은 도 5의 요부를 나타낸 확대도.
도 9는 회전 블레이드의 사시도.
도 10은 회전 블레이드의 정면도.
도 11은 회전 블레이드의 단면도.
도 12는 도 5의 A부분에 나타낸 제 1 타공판의 확대도.
도 13은 도 5의 B부분에 나타낸 제 2 타공판의 확대도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템의 세퍼레이터 세척부를 나타낸 개략도.
도 4는 세퍼레이터 세척부의 사시도.
도 5는 세퍼레이터 세척부의 정면도.
도 6은 세퍼레이터 세척부의 평면도.
도 7은 세퍼레이터 세척부의 측면도.
도 8은 도 5의 요부를 나타낸 확대도.
도 9는 회전 블레이드의 사시도.
도 10은 회전 블레이드의 정면도.
도 11은 회전 블레이드의 단면도.
도 12는 도 5의 A부분에 나타낸 제 1 타공판의 확대도.
도 13은 도 5의 B부분에 나타낸 제 2 타공판의 확대도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기에 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성 요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시는 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은 연속적으로 폐축전지를 투입하여 전해액을 제거한 상태에서 분쇄를 실시하여 폐축전지를 구성하는 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 페이스트(PASTE), 세퍼레이터(separator: SP) 및 금속재 등을 자동으로 선별 분리하는 장치이다.
본 발명의 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은 전해액 제거부(100), 탈철부(200), 분쇄부(300), 제 1 선별분류부(400), 드레그 컨베이어부(500), 교반부(600), 수력 분리부(700), 제 2 선별분류부(800) 및 세퍼레이터 세척부(1000)를 포함할 수 있다.
전해액 제거부(100)는 폐축전지를 투입 및 절단하여 그 내부의 전해액을 제거한다. 전해액 제거부(100)는 폐축전지를 연속적으로 투입받을 수 있도록 공지의 컨베이어가 적용되며, 투입된 폐축전지를 절단기(미도시)를 통과하게 하여 내부의 전해액을 제거한다.
이러한 전해액 제거부(100)는 투입된 폐축전지를 일측으로 수평 이송시키는 것으로 진동이 부가되는 진동 투입기(101)와, 진동 투입기(101)의 일측 끝단에 폐축전지를 연속적으로 공급받아 이송하도록 배치되며 공급된 폐축전지를 일측으로 이송시키면서 폐축전지의 이송경로 상에 구동원에 의해 회전되는 톱날을 구비한 절단기(미도시)가 노출 설치되는 벨트 컨베이어(103)로 구성될 수 있다.
한편, 절단기는 폐축전지를 분쇄하여 그 내부에 충진되어 있는 전해액을 외부로 흘러나올 수 있도록 부분 파쇄시키는 장치로서, 이러한 절단기는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
탈철부(200)는 전해액 제거부(100)의 일측에 설치되며, 전해액이 제거된 폐축전지를 공급받아 폐축전지에 포함된 철재류를 분리 수거하여 제거한다.
탈철부(200)는 전해액 제거부(100)의 일측에 위치하여 전해액이 제거된 폐축전지를 연속적으로 공급받아 일측으로 이송할 수 있도록 배치되는 것으로, 전해액 제거부(100)로부터 공급받은 폐축전지에 부착된 철재류를 제거하여 후술할 분쇄부(300)로 철재류가 진입되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이러한 탈철부(200)는 전해액 제거부(100)의 일측에 설치되어 폐축전지를 공급받아 상향 경사 이송시키는 벨트 컨베이어(201)와, 벨트 컨베이어(201)의 상부 일측에 설치되어 이송되는 폐축전지에 부착된 철을 분리하기 위한 고자력 자석을 포함한 탈철기(미도시)로 구성될 수 있다. 여기서, 탈철부(200)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
분쇄부(300)는 탈철부(200)의 일측, 탈철기의 일측에 설치되며, 전해액과 철재류가 제거된 폐축전지를 공급받아 분쇄(파쇄)시킨다. 분쇄부(300) 내부로 투입된 폐축전지에 대하여 고속으로 반복 타격하여 일정크기로 파쇄시킨다. 이러한 분쇄부(300)는 공지 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
제 1 선별분류부(400)는 분쇄부(300)와 수력 분리부(700) 및 드레그 컨베이어부(500)의 사이에 설치되며, 분쇄부(300)로부터 파쇄된 분쇄물을 공급받아 소정 크기의 기준으로 선별 분류하여 각각 분배 이송하는 1차 진동 스크린이다. 이때의 선별 분류 크기는 대략 100Mesh이다.
즉, 제 1 선별분류부(400)는 대략 100Mesh의 크기를 갖는 메쉬망(미도시)과, 이 메쉬망을 수평 또는 수직 방향으로 유동시키는 진동 발생원(미도시)을 포함하는 구성이며, 이는 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
이러한 제 1 선별분류부(400)는 100Mesh 미만의 크기를 갖는 분쇄물에 대해서는 후술할 드레그 컨베이어부(500)로 이송 공급하고, 100Mesh 이상의 크기를 갖는 분쇄물에 대해서는 수력 분리부(700)로 이송 공급한다.
드레그 컨베이어부(500)는 제 1 선별분류부(400)의 일측에 설치되며, 100Mesh 미만의 크기를 갖는 분쇄물, 즉 페이스트를 공급받아 슬러지 형태로 축적시킨다.
이러한 드레그 컨베이어부(500)는 내부에 일정량의 물이 채워지는 것에 의해 분쇄물을 반죽한 형태 즉, 슬러지 형태로 축적하며, 일측에 설치된 제 1 펌프(501)는 드레그 컨베이어부(500)의 내부에 있는 물을 분쇄부(300)와 제 1 선별분류부(400)로 압송한다. 이와 같은 구성의 드레그 컨베이어부(500)의 바닥에 축적된 슬러지 형태의 페이스트는 후술할 교반부(601,602)로 공급된다.
이러한 드레그 컨베이어부(500)는 본 출원인이 "폐축전지 해체장치용 드레그 체인 컨베어(특허출원 제2007-0103359호)"으로 특허출원한 바 있으며, 특허출원된 드레그 체인 컨베어를 본 발명의 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템의 드레그 컨베이어부(500)에 적용할 수 있으므로, 드레그 컨베이어부(500)의 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
교반부(600)는 드레그 컨베이어부(500)의 일측에 설치되며, 드레그 컨테이어부(500)로부터 페이스트를 공급받아 일정량이 채워지면 소다회(SODIUM CARBONATE)와 함께 교반하여 탈황시키는 장치로서, 이렇게 탈황된 반응물질은 여과기를 통과한다.
즉, 교반부(600)는 드레그 컨베이어부(500)에서 공급되는 페이스트를 공급받아 분배 공급하는 제 1 정·역 스크류 컨베이어(603)와, 소정량의 소다회를 저장하는 저장조로서 일측에 설치된 스크류 컨베이어(605)에 의해 저장된 소다회를 외부로 배출시키는 사일로(604)와, 소다회를 분배 공급하는 제 2 정·역 스크류 컨베이어(606)와, 제 1 정·역 스크류 컨베이어(603)와 제 2 정·역 스크류 컨베이어(606)를 통해 각각 페이스트와 소다회를 분배 공급받어 교반하는 제 1 및 제 2 교반기(601,602)와, 제 1 및 제 2 교반기(601,602)에서 탈황된 반응물질을 펌핑하여 필터프레스(미도시)로 공급하는 제 2 및 제 3 펌프(607,608)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기와 같이 구성되는 구성요소 중 제 1 및 2 교반기(601,602)와 드레그 컨베이어부(500) 그리고 다수의 스크류 콘베이어에는 공지의 레벨센서(SENSOR)가 부착되어 수위를 감지하도록 구성되는 것이 바람직하며, 제 1 및 제 2 교반기(601,602)에는 온도센서 등이 부가 구성될 수 있을 것이다.
수력 분리부(700)는 분쇄부(300)의 일측에 설치되어 100meah 이상의 크기를 갖는 분쇄물인 스크랩(Scrap)을 공급받아 스크랩을 구성하는 폴리프로필렌(PP), 세퍼레이터(SP) 및 그리드(GR)를 비중을 이용하여 재선별 분리한다.
수력 분리부(700)는 분쇄부(300)로부터 공급받은 100Mesh 이상의 스크랩 중에서 상대적으로 비중이 작아 물에 뜨는 비교적 가벼운 폴리프로필렌(PP)을 선별 분리하여 일측의 폴리프로필렌 회수수단(510)으로 공급하고, 상대적으로 비중이 커서 물에 가라앉는 비교적 무거운 세퍼레이터(SP)와 그리드(GR)를 내부 하측에 설치된 이송스크류(701)를 통해 출구(703)로 강제 이송시키면서 공기를 분사하여 공기방울에 의해 부유되는 세퍼레이터(SP)를 타측으로 선별 분리할 수 있다.
여기서 폴리프로필렌 회수수단(510)은 수력 분리부(700)로부터 폴리프로필렌(PP)을 공급받아 일측으로 상향 이송시키면서 세척용수를 공급받아 세척이 실시되는 제 1 스크류 컨베이어(511)와, 제 1 스크류 컨베이어(511)의 일측에 설치되는 세척된 폴리프로필렌(PP)을 연속적으로 공급받을 수 있도록 배치되며 공급받은 폴리프로필렌(PP)에 보충수를 공급하면서 회수 위치로 안내 이송하는 제 2 스크류 컨베이어(512)로 구성될 수 있다.
이러한 수력 분리부(700)는 본 출원인이 "폐축전지 해체장치용 수력분리기(특허출원 제2007-0103360호)"으로 특허출원한 바 있으며, 특허출원된 수력 분리기를 본 발명의 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템의 수력 분리부(700)에 적용할 수 있으므로, 수력 분리부(700)의 구성 및 작용에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
제 2 선별분류부(800)는 수력 분리부(700)와 세퍼레이터 세척부(1000)의 사이에 설치되며, 수력 분리부(700)로부터 세퍼레이터(PP)를 공급받아 세퍼레이터(PP)에 포함된 물과 잔류 페이스트를 드레그 컨베이어부(500)로 공급하고, 세퍼레이터(PP)는 세퍼레이터 회수수단(910)의 스크류 컨베이어(911,912)를 통해 회수하여 후술할 세퍼레이터 세척부(1000)로 공급하는 2차 진동 스크린이다.
여기서, 제 2 선별분류부(800)는 제 1 선별분류부(400)와 마찬가지로 소정크기의 눈금을 갖는 금속재로 된 메쉬망(미도시)과, 이 메쉬망을 수평 또는 수직 방향으로 유동시키는 진동 발생원(미도시)을 포함하는 구성이며 이는 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
세퍼레이터 세척부(1000)는 수력 분리부(700)의 일측에 설치되며, 수력 분리부(700)에 의해 분리 회수된 세퍼레이터(SP)를 세척한다.
세퍼레이터 세척부(1000)는 폐축전지의 분쇄물을 구성하는 세퍼레이터(SP)를 세척하여 세퍼레이터(SP)에 포함된 폴리프로필렌(PP), 납(LEAD), 페이스트(PASTE) 등을 선별 분리하고, 이를 원료로 재사용할 수 있도록 한다. 여기서, 세퍼레이터(SP)는 수력 분리부(700)에 의해 분리된 후 제 2 선별분류부(800)로 공급되어 스크류 컨베이어(911,912)를 통과시켜 회수하게 되며, 이렇게 회수된 세퍼레이터(SP)를 세퍼레이터 세척부(1000)에 공급하여 세척하게 된다. 세퍼레이터 세척부(1000)는 제 2 선별분류부(800)의 스크류 컨베이어(911,912) 출구측에 설치되어 회수된 세퍼레이터(SP)가 공급된다.
이러한 세퍼레이터 세척부(1000)는 이하, 도 3 내지 도 13을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템의 세퍼레이터 세척부를 나타낸 개략도이고, 도 4는 세퍼레이터 세척부의 사시도이고, 도 5는 세퍼레이터 세척부의 정면도이고, 도 6은 세퍼레이터 세척부의 평면도이고, 도 7은 세퍼레이터 세척부의 측면도이며, 도 8은 도 5의 요부를 나타낸 확대도이다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터 세척부(1000)는 수조부(1100), 유동수단(1200), 이송수단(1300) 및 정제수단(1400)을 포함할 수 있다.
수조부(1100)는 상측의 메인수조(1110)와 하측의 보조수조(1120)를 포함하며, 세퍼레이터(SP)를 세척(워싱)하기 위한 물이 채워진다. 메인수조(1110)에 채워지는 물은 후술하는 제 2 이송스크류부(1320)의 제 1 타공판(1321) 및 제 3 이송스크류부(1330)의 제 2 타공판(1331)을 통해 보조수조(1120)로 유입되어 채워진다.
메인수조(1110)는 세퍼레이터(SP)가 공급 투입될 수 있도록 상부측이 개구된 투입구(1111)가 형성되고, 투입구(1111)와 인접한 일측에 폴리프로필렌(PP)을 배출하기 위한 유입구(1113) 및 제 1 배출구(1101)가 형성되며, 상부 일측에는 세퍼레이터(SP)를 배출하기 위한 제 2 배출구(1102)가 형성된다.
보조수조(1120)는 메인수조(1110)의 하부에 위치하고, 메인수조(1110)와 격벽(1115)으로 공간이 구획되며, 하부 일측에 납 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)를 배출하기 위한 제 3 배출구(1103)가 형성된다.
메인수조(1110) 및 보조수조(1120)는 후술할 유동수단에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터(SP)를 중앙 하측으로 원활하게 이동할 수 있도록 호퍼 형상의 격벽(1115)(1116)이 각각 마련된다.
유동수단(1200)은 투입구(1111)에 회전 가능하게 설치되며, 세퍼레이터(SP)에 포함된 폴리프로필렌(PP), 납(LEAD), 페이스트(PASTE)를 각각 분리하기 위하여 회전 시 세퍼레이터(SP)를 물속으로 가라앉게 눌러주면서 세퍼레이터(SP)의 구성물 중 상대적으로 비중이 작아 수면 상으로 부상한 폴리프로필렌(PP)을 유입구(1113)로 이송시킨다.
유동수단(1200)은 전원공급을 받아 회전 구동력을 발생시키는 모터(1210)와, 모터(1210)의 회전축(1211)에 연결되어 회전하는 판재형의 회전 블레이드(1220)를 포함할 수 있다. 회전축(1211)은 모터(1210)에 의해 회전하며, 메인수조(1110)의 투입구(1111) 내측벽에 회전 가능하게 지지된다.
이송수단(1300)은 수조부(1100)에 설치되며, 유동수단(1200)에 의해 유입구(1113)로 유입된 폴리프로필렌(PP)을 제 1 배출구(1101)로 강제 이송시키고, 유동수단(1200)에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터(SP)를 세척하면서 이송시키되, 세퍼레이터(SP)의 구성물 중 상대적으로 비중이 큰 납(LEAD) 조각을 세퍼레이터(SP)로부터 분리 배출시켜 제 3 배출구(1103)로 강제 이송시키고, 납(LEAD)이 제거된 세퍼레이터(SP)를 제 2 배출구(1102)로 강제 이송시킨다.
이송수단(1300)은 제 1 이송스크류부(1310), 제 2 이송스크류부(1320), 제 3 이송스크류부(1330), 제 4 이송스크류부(1340) 및 제 5 이송스크류부(1350)를 포함할 수 있다.
여기서, 이송스크류부(1310~1350)는 방향성을 갖는 나선형상을 갖는 날개가 형성된 축으로서 모터와 같은 구동원의 구동력을 받아 일방향 회전하면서 세퍼레이터(SP)와, 세퍼레이터(SP)로부터 분리된 폴리프로필렌(PP), 납(LEAD) 등을 강제 이송시킨다. 이러한 이송스크류부(1310~1350)의 구성은 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
제 1 이송스크류부(1310)는 메인수조(1110)의 투입구(1111)와 인접하는 일측에 유입구(1113)와 제 1 배출구(1101) 사이에 설치된다. 이러한 제 1 이송스크류부(1310)는 방향성을 갖는 나선형상을 갖는 날개가 형성된 축으로서 모터(1301)의 구동력을 받아 일방향 회전한다. 제 1 이송스크류부(1310)는 유동수단(1200)의 회전 블레이드(1220)에 의해 유입구(1113)로 이송되는 폴리프로필렌(PP)을 제 1 배출구(1101)로 강제 이송시켜 배출한다. 이때, 배출된 폴리프로필렌(PP)은 원료로 재 사용되므로 환경 개선과 이익을 창출할 수 있다.
제 2 이송스크류부(1320)는 메인수조(1110)의 저면에 수평방향으로 배치되고, 하면 및 측면에 다수의 타공(1321a)이 형성된 제 1 타공판(1321)이 구비된다. 이러한 제 2 이송스크류부(1320)는 방향성을 갖는 나선형상을 갖는 날개가 형성된 축으로서 모터(1302)의 구동력을 받아 일방향 회전한다. 제 2 이송스크류부(1320)는 유동수단(1200)에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터(SP)를 일방향으로 강제 이송시키면서 세퍼레이터(SP)에 포함된 납(LEAD) 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)를 제 1 타공판(1321)을 통해 후술할 제 4 이송스크류부(1340)로 낙하 배출하여 1차로 분리하며, 다시 재 분리하기 위해 후술할 제 3 이송스크류부(1330)로 이송시킨다.
제 3 이송스크류부(1330)는 메인수조(1110)에 제 2 이송스크류부(1320)의 출구단 하측으로부터 상향으로 경사지게 배치되어 제 2 배출구(1102)와 연결되게 설치되고, 하면 및 측면에 다수의 타공(1331a)이 형성된 제 2 타공판(1331)이 구비된다. 이러한 제 3 이송스크류부(1330)는 방향성을 갖는 나선형상을 갖는 날개가 형성된 축으로서 모터(1303)의 구동력을 받아 일방향 회전한다. 제 3 이송스크류부(1330)는 제 2 이송스크류부(1320)로부터 이송되는 세퍼레이터(SP)에 포함된 납(LEAD) 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)를 제 2 타공판(1331)을 통해 제 4 이송스크류부(1340)로 낙하 배출하여 2차로 분리하며, 큰 세퍼레이터(SP)는 물을 이용하여 압력으로 다시 세척하여 제 2 배출구(1102)로 배출한다.
제 4 이송스크류부(1340)는 보조수조(1120)의 저면에 수평방향으로 제 2 이송스크류부(1320)와 나란하게 배치되어 제 3 배출구(1103)와 연결되게 설치된다. 이러한 제 4 이송스크류부(1340)는 방향성을 갖는 나선형상을 갖는 날개가 형성된 축으로서 모터(1304)의 구동력을 받아 일방향 회전한다. 제 4 이송스크류부(1340)는 제 1 타공판(1321) 및 제 2 타공판(1331)을 통해 보조수조(1120)의 저면으로 낙하 배출되는 납(LEAD) 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)를 제 3 배출구(1103)로 강제 이송시킨다.
제 5 이송스크류부(1350)는 제 3 배출구(1103)와 연결되어 상향으로 경사지게 배치되고, 제 4 배출구(1104)가 단부에 형성된다. 이러한 제 5 이송스크류부(1350)는 방향성을 갖는 나선형상을 갖는 날개가 형성된 축으로서 모터(1305)의 구동력을 받아 일방향 회전한다. 제 5 이송스크류부(1350)는 제 3 배출구(1103)를 통해 배출되는 납(LEAD) 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)를 제 4 배출구(1104)로 강제 이송시켜 배출한다. 이때, 배출된 납(LEAD) 조각은 원료로 재 사용되므로 환경 개선과 이익을 창출할 수 있다.
정제수단(1400)은 수조부(1100)에 공급되는 폐축전지 분쇄물을 구성하는 세퍼레이터(SP)에 포함된 세밀한 납(LEAD)과 폴리프로필렌(PP), 페이스트 등으로 인해 물이 쉽게 오염되어 탁한 물로 인해 배출되는 세퍼레이터(SP)를 다시 오염시키는 현상이 발생하므로 이를 방지하기 위해 물을 정제한다.
정제수단(1400)은 수조부(1100)의 외측에 메인수조(1110)와 보조수조(1120)를 순환 연결하는 순환배관(1410), 순환배관(1410) 상에 설치되는 순환탱크(1420), 필터(1430) 및 순환모터(1440)를 포함하며, 순환배관(1410)을 통해 물을 순환시키면서 필터(1430)를 통해 오염된 물을 정제할 수 있으므로 수처리 비용과 환경 개선에 큰 도움을 주며, 또한, 필터링된 페이스트는 원료로 재 사용되므로 환경 개선과 이익을 창출할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 세퍼레이터 세척부(1000)는 수조부(1100)에 채워진 물에 에어를 분사하여 버블을 생성시킴으로써, 세퍼레이터(SP)의 세척 효율을 높일 수 있다.
도 9는 회전 블레이드의 사시도이고, 도 10은 회전 블레이드의 정면도이며, 도 11은 회전 블레이드의 단면도이다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 회전 블레이드(1220)는 모터(1210)의 회전축(1211)에 고정되어 회전하는 사각 판재형으로 형성된다.
회전 블레이드(1220)는 회전 시 물의 저항을 감소시킬 수 있도록 관통구(1221)가 다수 개 형성된다. 본 실시예에서는 관통구(1221)를 원형으로 형성하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 관통구(1221)를 형성할 수 있으며, 바람직하게는 원형으로 형성한다.
관통구(1221)는 모터(1210)의 회전축(1211)을 중심으로 상측과 하측에 대칭되면서 회전축(1211)과 평행하게 복수 열, 예컨대 2열로 배열되며, 회전 블레이드(1220)가 회전 시 상측과 하측의 관통구(1221)가 반복적으로 물속에 잠기면서 물이 관통구(1221)를 통과하도록 하여 물의 저항을 감소시킬 수 있다.
회전 블레이드(1220)는 회전축(1211)을 중심으로 반경방향의 양단부에 회전방향의 반대방향으로 벤딩되는 회전곡면부(1223)가 형성되어 회전 시 물의 저항을 최소화하면서 수면 상에 부유한 폴리프로필렌(PP)을 유입구(1113)로 이송함과 동시에 세퍼레이트(SP)를 물속으로 가라앉게 눌러줄 수 있다.
도 12는 도 5의 A부분에 나타낸 제 1 타공판의 확대도이고, 도 13은 도 5의 B부분에 나타낸 제 2 타공판의 확대도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제 2 이송스크류부(1320)의 하면 및 측면에 다수의 타공이 형성된 제 1 타공판(1321)이 마련된다. 제 1 타공판(1321)은 단면이 호퍼 형상을 갖는 격판으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 원형 타공으로 형성되는 구성을 예시하였으나, 원형 이외도 사각형 등 다양한 형상으로 타공될 수 있다. 제 2 이송스크류부(1320)가 세퍼레이터(SP)를 강제 이송시키는 과정에서 세퍼레이터(SP)에 포함된 납(LEAD)을 물과 함께 다수의 타공이 형성된 제 1 타공판(1321)을 통해 낙하 배출함으로써, 세퍼레이터(SP)로부터 납(LEAD)을 1차로 분리할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제 3 이송스크류부(1330)의 하면 및 측면에 다수의 타공(1331a)이 형성된 제 2 타공판(1331)이 마련된다. 제 2 타공판(1331)은 단면이 호퍼 형상을 갖는 격판으로 이루어질 수 있다.
제 3 이송스크류부(1330)가 제 2 이송스크류부(1320)로부터 이송되는 세퍼레이터(SP)를 다시 세척하면서 제 2 배출구(1102)로 강제 이송시키는 과정에서 세퍼레이터(SP)에 잔류된 납(LEAD)을 물과 함께 제 2 타공판(1331)을 통해 낙하 배출함으로써, 세퍼레이터(SP)에 포함된 납(LEAD)을 2차로 분리할 수 있다.
세퍼레이터 세척부(1000)의 동작을 설명하면, 먼저, 수조부(1100)의 투입구(1111)를 통해 폐축전지의 분쇄물을 구성하는 세퍼레이터(SP)를 공급한다.
그러면, 세퍼레이터(SP)에 포함된 폴리프로필렌(PP)이 수면 위로 부상하여 유동수단(1200)을 구성하는 회전 블레이드(1220)의 회전에 의해 유입구(1113) 측으로 이동하게 되고, 제 1 이송스크류부(1310)에 의해 강제 이송되어 제 1 배출구(1101)로 배출된다.
이때, 회전 블레이드(1220)는 판면에 다수의 관통구(1221)가 형성되어 있으므로 회전 시 물이 관통구(1221)를 통과함으로써 물의 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 회전 블레이드(1220)는 회전축(1211)을 중심으로 반경방향의 양단부에 회전방향의 반대방향으로 벤딩되는 회전곡면부(1223)가 형성되어 있으므로 회전 시 물의 저항을 최소화하면서 상대적으로 비중이 작아 수면 상에 부유한 폴리프로필렌(PP)을 유입구(1113)로 이송함과 동시에 상대적으로 비중이 큰 세퍼레이트(SP)를 물속으로 가라앉게 눌러준다.
이렇게 가라앉은 세퍼레이터(SP)는 메인수조(1110)의 바닥측에 설치된 제 2 이송스크류부(1320)에 의해 일방향으로 강제 이송되는데, 이때 세퍼레이터(SP)에 포함된 납(LEAD) 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)는 제 1 타공판(1321)을 통해 제 4 이송스크류부(1340)로 낙하 배출되면서 1차로 분리되며, 다시 재 분리하기 위해 제 3 이송스크류부(1330)로 이송된다.
이어서, 제 3 이송스크류부(1330)는 제 2 이송스크류부(1320)로부터 이송되는 세퍼레이터(SP)에 포함된 납(LEAD) 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)를 제 2 타공판(1331)을 통해 제 4 이송스크류부(1340)로 낙하 배출하여 2차로 분리하며, 큰 세퍼레이터(SP)는 물을 이용하여 압력으로 다시 세척하여 제 2 배출구(1102)로 배출한다.
이어서, 제 4 이송스크류부(1340)는 제 1 타공판(1321) 및 제 2 타공판(1331)을 통해 보조수조(1120)의 저면으로 낙하 배출되는 납(LEAD) 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)를 제 3 배출구(1103)로 강제 이송시킨다.
마지막으로, 제 5 이송스크류부(1350)는 제 3 배출구(1103)를 통해 배출되는 납(LEAD) 조각과 세밀한 세퍼레이터(SP)를 제 4 배출구(1104)로 강제 이송시켜 배출한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전해액 제거부(100)의 진동 투입기(101)를 통하여 이송 공급되는 폐축전지가 절단기를 거치면서 전해액이 제거된다. 그리고 전해액이 제거된 폐축전지는 탈철부(200)로 이송 공급되어 벨트 컨베이어(201)에 의해 일측으로 이동하며, 이때 탈철기를 통과하면서 철재류가 제거되고, 이렇게 전해액과 철재류가 제거된 폐축전지는 분쇄부(300)로 운반되어 분쇄된다.
여기서, 분쇄부(300)에 투입된 폐축전지를 분쇄 시에는 펌프(301)가 계속 작동하면서 드레그 컨베이어부(500) 내부에 저장된 물이 여과기(303)를 통과 후 분쇄부(300) 및 제 1 선별분류부(400) 내부로 계속 분사되고 회수되는 순환 과정이 반복된다.
또한, 여과기(303)의 전,후단에는 압력 센서(미도시)가 부착되어 노즐 및 여과기의 막힘 여부를 확인할 수 있으며, 분쇄부(300)를 통과하여 분쇄된 분쇄물은 제 1 선별분류부(400)로 떨어지고 여과기(303)를 통과한 물은 노즐을 통하여 분급된다.
이때, 100Mesh 이하의 크기를 갖는 분쇄물인 페이스트(PASTE)는 세척수와 함께 드레그 컨베이어부(500)에 저장되고 100Mesh 이상의 크기를 갖는 분쇄물인 스크랩(GRID, POLYPROPYLENE, SEPARATOR등)은 세척되면서 수력 분리부(700)로 이동된다.
이어서, 수력 분리부(700) 내부에는 일정량의 물이 항상 공급되도록 제 1 펌프(501)가 가동된다. 여기서, 폴리프로필렌(PP)은 스크류 컨베이어(511)(512)를 통해 분류 회수되고, 세퍼레이터(SP)와 그리드(GR)는 수력 분리부(700) 하부에 위치한 이송 스크류(701)에 의해 출구쪽(703)으로 이동되며, 이때 공기(AIR)가 공급되어 세퍼레이터(SP)와 그리드(GR)를 분리시키고 세퍼레이터(SP)는 에어 버블(AIR BUBBLE)에 의해 물위로 띄워져 제 2 선별분류부(800)로 이동한다.
그리고, 제 2 선별분류부(800)에서 물(잔류 페이스트 포함)과 세퍼레이터(SP)를 분리하여 세퍼레이터(SP)는 스크류 컨베이어(911,912)를 통하여 분리 회수되며, 회수된 세퍼레이터(SP)는 세퍼레이터 세척부(1000)에서 세척되어 세퍼레이터(SP)에 포함된 폴리프로필렌(PP), 납(LEAD), 페이스트(PASTE) 등을 선별 분리하고, 이를 원료로 재사용할 수 있도록 한다.
한편, 제 1 선별분류부(400)에서 선별하지 못한 중 플라스틱재는 스크류 컨베이어(512)를 통해 회수되며, 가장 무거운 그리드(GR)는 수력 분리부(700)의 출구(703)를 통과하여 스크류 콘베이어(704,705)를 거쳐 회수된다.
또한, 드레그 컨베이어부(500)에 수집된 페이스트(PASTE)는 제 1 정·역 스크류 컨베이어(603)를 통해 제 1 및 제 2 교반기(601,602)로 분배되어 저장되며, 적정량의 페이스트가 채워지면 사일로(604)에 저장되어 있는 소다회가 스크류 컨베이어(605)를 지나 제 2 정·역 스크류 컨베이어(606)에 의해 제 1 및 제 2 교반기(601,602)로 분배된다.
이때, 소다회 투입량은 도시하지 않았으나 교반기 하부에 부착된 로드 셀(LOAD CELL)에 의해 자동으로 계량되며, 제 1 및 제 2 교반기(601,602)에서 탈황 후 제 2 및 제 3 펌프(607,608)를 통해 필터 프레스(미도시)로 보내지며, 프레스 후 물은 수처리장으로 보내지고 페이스트(PASTE)만 회수하게 된다. 펌핑이 끝나면 배관은 공정수를 공급해 세척하게 된다.
본 발명에 따르면, 폐축전지의 분쇄물을 구성하는 세퍼레이터(SP)를 세척함으로써, 세퍼레이터(SP)로부터 폴리프로필렌(PP), 납(LEAD), 페이스트(PASTE) 등을 선별 분리할 수 있고, 이를 원료로 재사용할 수 있으므로 환경 개선과 이익을 창출할 수 있다.
따라서, 폐축전지를 재활용하는 청정기술을 확보함에 따라 환경공해 방지와 부산물의 고부가 가치화를 실현시킬 수 있어 산업상 대단히 유용한 효과가 기대된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 자격을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해 해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 전해액 제거부 200 : 탈철부
300 : 분쇄부 400 : 제 1 선별분류부
500 : 드레그 컨베이어부 600 : 교반부
700 : 수력 분리부 800 : 제 2 선별분류부
910 : 세퍼레이터 회수수단 1000 : 세퍼레이터 세척부
1100 : 수조부 1101 : 제 1 배출구
1102 : 제 2 배출구 1103 : 제 3 배출구
1104 : 제 4 배출구 1110 : 메인수조
1111 : 투입구 1113 : 유입구
1115, 1116 : 격벽 1120 : 보조수조
1200 : 유동수단 1210 : 모터
1211 : 회전축 1220 : 회전 블레이드
1300 : 이송수단 1310 : 제 1 이송스크류부
1320 : 제 2 이송스크류부 1321 : 제 1 타공판
1330 : 제 3 이송스크류부 1331 : 제 2 타공판
1340 : 제 4 이송스크류부 1350 : 제 5 이송스크류부
1400 : 정제수단 1410 : 순환배관
1420 : 순환탱크 1430 : 필터
1440 : 순환모터
300 : 분쇄부 400 : 제 1 선별분류부
500 : 드레그 컨베이어부 600 : 교반부
700 : 수력 분리부 800 : 제 2 선별분류부
910 : 세퍼레이터 회수수단 1000 : 세퍼레이터 세척부
1100 : 수조부 1101 : 제 1 배출구
1102 : 제 2 배출구 1103 : 제 3 배출구
1104 : 제 4 배출구 1110 : 메인수조
1111 : 투입구 1113 : 유입구
1115, 1116 : 격벽 1120 : 보조수조
1200 : 유동수단 1210 : 모터
1211 : 회전축 1220 : 회전 블레이드
1300 : 이송수단 1310 : 제 1 이송스크류부
1320 : 제 2 이송스크류부 1321 : 제 1 타공판
1330 : 제 3 이송스크류부 1331 : 제 2 타공판
1340 : 제 4 이송스크류부 1350 : 제 5 이송스크류부
1400 : 정제수단 1410 : 순환배관
1420 : 순환탱크 1430 : 필터
1440 : 순환모터
Claims (14)
- 전해액과 철재류가 제거된 폐축전지를 공급받아 분쇄시키는 분쇄부;
상기 분쇄부의 일측에 설치되며, 상기 분쇄부에 의해 분쇄된 폐축전지 분쇄물을 공급받아 분쇄물을 구성하는 폴리프로필렌, 세퍼레이터 및 그리드를 비중을 이용하여 선별 분리하는 수력 분리부; 및
상기 수력 분리부의 일측에 설치되며, 상기 수력 분리부에 의해 분리 회수된 세퍼레이터를 세척하는 세퍼레이터 세척부;를 포함하되,
상기 세퍼레이터 세척부는,
상기 수력 분리부에 의해 분리 회수된 세퍼레이터가 투입되는 투입구가 상측에 형성되고 상기 투입구와 인접한 일측에 유입구 및 제 1 배출구가 형성되며 상부 일측에 제 2 배출구가 형성되고 세퍼레이터를 세척하기 위한 물이 채워지는 메인수조 및 상기 메인수조와 격벽으로 공간이 구획되면서 하부 일측에 제 3 배출구가 형성되는 보조수조를 구비하는 수조부;
상기 투입구에 회전 가능하게 설치되며, 세퍼레이터에 포함된 폴리프로필렌, 납, 페이스트를 각각 분리하기 위하여 회전 시 세퍼레이터를 물속으로 가라앉게 눌러주면서 세퍼레이터의 구성물 중 상대적으로 비중이 작아 수면 상으로 부상한 폴리프로필렌을 상기 유입구로 이송시키는 유동수단; 및
상기 수조부에 설치되며, 상기 유입구로 이송된 폴리프로필렌을 상기 제 1 배출구로 강제 이송시키고, 상기 유동수단에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터를 세척하면서 이송시키되, 세퍼레이터의 구성물 중 상대적으로 비중이 큰 납을 분리 배출시켜 상기 제 3 배출구로 강제 이송시키고, 납이 제거된 세퍼레이터를 상기 제 2 배출구로 강제 이송시키는 이송수단;을 포함하며,
상기 이송수단은,
상기 메인수조의 투입구와 인접하는 일측에 상기 유입구와 상기 제 1 배출구 사이에 설치되며, 상기 유동수단에 의해 상기 유입구로 이송되는 폴리프로필렌을 상기 제 1 배출구로 강제 이송시키는 제 1 이송스크류부;
상기 메인수조의 저면에 수평방향으로 배치되고, 하면 및 측면에 다수의 타공이 형성된 제 1 타공판이 구비되며, 상기 유동수단에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터를 일방향으로 강제 이송시키면서 세퍼레이터에 포함된 납을 상기 제 1 타공판을 통해 낙하 배출하여 1차로 분리하는 제 2 이송스크류부;
상기 메인수조에 상기 제 2 이송스크류부의 출구단 하측으로부터 상향으로 경사지게 배치되어 상기 제 2 배출구와 연결되게 설치되고, 하면 및 측면에 다수의 타공이 형성된 제 2 타공판이 구비되며, 상기 제 2 이송스크류부로부터 이송되는 세퍼레이터에 포함된 납을 상기 제 2 타공판을 통해 낙하 배출하여 2차로 분리하고, 납이 제거된 세퍼레이터를 상기 제 2 배출구로 강제 이송시키면서 세척하여 배출하는 제 3 이송스크류부; 및
상기 보조수조의 저면에 수평방향으로 배치되어 상기 제 3 배출구와 연결되게 설치되고, 상기 제 1 및 제 2 타공판을 통해 낙하 배출되는 납을 상기 제 3 배출구로 강제 이송시키는 제 4 이송스크류부;를 포함하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수력 분리부는,
상기 분쇄물의 구성물 중 상대적으로 비중이 작아 물에 뜨는 폴리프로필렌을 일측으로 선별 분리하고, 상대적으로 비중이 커서 물에 가라앉는 세퍼레이터와 그리드를 내부 하측에 설치된 이송스크류를 통해 출구로 이송시키면서 공기를 분사하여 부유되는 세퍼레이터를 타측으로 선별 분리하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은,
상기 분쇄부와 상기 수력 분리부의 사이에 설치되며, 상기 분쇄부로부터 상기 분쇄물을 공급받아 소정 크기의 기준으로 선별 분류하여 각각 분배 이송하는 제 1 선별분류부를 더 포함하되,
상기 제 1 선별분류부는 소정 크기 미만의 분쇄물을 일측으로 이송 공급하고, 소정 크기 이상의 분쇄물을 상기 수력 분리부로 이송 공급하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은,
상기 제 1 선별분류부의 일측에 설치되며, 소정 크기 미만의 분쇄물인 페이스트를 공급받아 슬러지 형태로 축적시키는 드레그 컨베이어부를 더 포함하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 4 항에 있어서,
상기 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은,
상기 수력 분리부와 상기 세퍼레이터 세척부의 사이에 설치되며, 상기 수력 분리부로부터 세퍼레이터를 공급받아 세퍼레이터에 포함된 물과 잔류 페이스트를 상기 드레그 컨베이어부로 공급하고, 세퍼레이터를 회수하여 상기 세퍼레이터 세척부로 공급하는 제 2 선별분류부를 더 포함하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 4 항에 있어서,
상기 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템은,
상기 드레그 컨베이어부의 일측에 설치되며, 상기 드레그 컨베이어부로부터 페이스트를 공급받아 일정량이 채워지면 소다회를 공급받아 교반하고 탈황된 물질을 여과기를 통과시키는 교반부를 더 포함하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 수조부는,
상기 유동수단에 의해 물속으로 가라앉은 세퍼레이터를 중앙 하측으로 원활하게 이동할 수 있도록 호퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유동수단은,
전원공급을 받아 회전 구동력을 발생시키는 모터; 및
상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 판재형의 회전 블레이드;를 포함하되,
상기 회전 블레이드는 회전 시 물의 저항을 감소시킬 수 있도록 관통구가 다수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 9 항에 있어서,
상기 관통구는 상기 모터의 회전축을 중심으로 상측과 하측에 대칭되면서 상기 회전축과 평행하게 복수 열로 배열되며, 상기 회전 블레이드가 회전 시 상측과 하측의 상기 관통구가 반복적으로 물속에 잠기면서 물이 상기 관통구를 통과하도록 하여 물의 저항을 감소시키는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 9 항에 있어서,
상기 회전 블레이드는,
상기 회전축을 중심으로 반경방향의 양단부에 회전방향의 반대방향으로 벤딩되는 회전곡면부가 형성되어 회전 시 물의 저항을 최소화하면서 수면 상에 부유한 폴리프로필렌을 상기 유입구로 이송함과 동시에 세퍼레이트를 물속으로 가라앉게 눌러주는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 이송수단은,
상기 제 3 배출구와 연결되어 상향으로 경사지게 배치되고, 제 4 배출구가 단부에 형성되며, 상기 제 3 배출구를 통해 배출되는 납을 상기 제 4 배출구로 강제 이송시키는 제 5 이송스크류부를 더 포함하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 세퍼레이터 세척부는,
상기 수조부의 외측에 상기 메인수조와 상기 보조수조를 순환 연결하는 순환배관, 상기 순환배관 상에 설치되는 필터 및 순환모터를 포함하며, 세퍼레이터를 세척 시 상기 순환배관을 통해 물을 순환시키면서 세퍼레이터에 포함된 폴리프로펠렌, 납, 페이스트로 인해 오염된 물을 상기 필터를 통해 정제하는 정제수단을 더 포함하는 세퍼레이터 세척 기능을 갖는 폐축전지 해체 시스템.
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