KR20000039429A - 음료용 폐 스틸캔으로 부터 알루미늄 분리회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 음료용 스틸캔에 커버나 탭의 형태로 포함된 알루미늄합금을 완전 용융시키지 않고 용융온도 직전의 온도로 가열하므로써 스틸캔으로부터 분리, 이를 회수할 수 있도록 한 것이다.

따라서 고부가가치소재인 알루미늄분말을 저렴한 가격에 얻을 수 있고, 외국으로부터 전량 수입에 의존하고 있는 알루미늄을 대체하므로써 국가적인 낭비를 줄일 수 있고, 환경을 오염시키던 폐자원을 재활용하므로써 환경보호 등의 일석이조의 효과를 거둘 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

음료용 폐 스틸캔으로 부터 알루미늄 분리회수방법

본 발명은 음료용 폐 스틸캔으로 알루미늄을 분리회수하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 폐 음료용 스틸캔에 커버나 탭의 형태로 포함된 알루미늄합금을 폐 음료용 스틸캔에 커버나 탭의 형태로 포함된 알루미늄합금을 완전 용융시키지 않고 스틸캔으로부터 분리회수하기 위한 방법에 관한 것이다.

지금 우리가 살고 있는 시대는 물질문명의 발달과 산업사회의 고도화에 따라 폐기물은 종류가 다양해지고 그 양은 폭발적으로 증가되어 마침내 환경오염의 주범으로써 심각한 사회문제를 야기하고 있는 실정이다.

특히 금속폐기물 중 폐 음료용 스틸캔은 알루미늄캔과는 달리 한가지 성분으로만 이루어진 것이 아니므로 이를 재활용하기가 곤란한 것이었다. 즉 몸체는 스틸재질이고, 커버(cover)와 탭(tap)은 알루미늄재질이며, 캔 표면에 피복된 도료에는 Ti, Sn, Ni 및 Cr산화물과 같은 불순물이 상당량 포함되어 있어 용해하여 고철로 사용한다고 해도 이는 재처리비용이 더욱 부담이 되는 폐단을 갖는 것이다.

따라서 본 발명은 이종의 소재로 제조되어 있고, 피복된 도료중 많은 불순물을 포함하고 있어 재활용되지 못하고 대부분이 일반쓰레기와 함께 폐기되거나 매립 방치되어 폐기되던 스틸캔으로부터 고부가소재인 알루미늄소재를 회수하기 위하여 스틸과 알루미늄의 용융점의 차이를 이용하여 분리시키되, 알루미늄을 완전히 용해시키지 않고 용융온도 직전의 온도로 일정시간 가열하고 진동을 가하므로써 스틸캔으로부터 분리한 뒤, 이를 회수할 수 있도록 한 것이다.

이처럼 폐 음료용 스틸캔으로부터 알루미늄을 분리해서 회수하는 방법은 현재까지 국내외적으로 발명된 바가 없다.

이하 본 발명의 제조방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 먼저 폐 스틸캔을 수거하여 가열로에 투입하기 용이하도록 절단하는 제 1공정과, 절단된 스틸캔을 400℃~630℃의 온도를 유지하고 있는 가열로에 투입하는 제 2공정과, 상기 스틸캔을 25~35분 정도 가열하여 도료층과 스틸소재의 캔몸체로부터 알루미늄합금 커버 및 탭이 분리되도록 하는 제 3공정으로 이루어진 것이다.

상기 각 공정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제 1공정은 시중에 방치된 폐 스틸캔을 수거하여 가열로에 투입하기 용이하도록 적당한 크기로 절단 또는 분리하기 위한 것이다.

대개 수거전문업체에 의해 수거된 스틸캔은 프레스로 압착된 형태(450×300×200㎜)로 폐 스틸캔으로부터 알루미늄을 회수하기 위한 공장에 전달되어진다. 이때 폐 스틸캔은 주로 음료용 2-피스(piece) 또는 3-피스(piece) 스틸캔이 주류를 이룬다. 따라서 상기 압착물을 해체한 다음, 가열로에 투입하기 적당한 크기로 절단장치에 의해 절단하여야 한다. 이때 가열로의 크기에 따라 낱개의 캔은 절단하지 않아도 된다.

다음 제 2공정은 절단된 2-피스(piece) 및 3-피스(piece)스틸캔을 400℃~630℃ 의 온도를 유지하고 있는 가열로에 투입하는 공정이다. 이때 가열로의 온도를 400℃~630℃로 유지하여야 하는 이유는 2-피스 스틸캔 내면의 도료층은 400℃이하에서 부터 수지층이 분해되기 시작하여 온도가 상승함에 따라 캔으로부터 완전박리 되도록 하기 위한 것이고, 575℃는 알루미늄재질인 커버와 탭이 용융되기 시작하는 온도이고, 630℃는 알루미늄이 산화되지 직전의 온도로 가장 좋은 알루미늄을 얻을 수 있기 때문이다.

제 3공정은 400℃~630℃의온도를 유지하고 있는 가열로에 절단된 스틸캔을 넣고 약 25~35분 정도 유지하여 알루미늄커버와 탭만 용융되어 스틸캔으로부터 분리 되도록 하기 위한 것이다.

이때 스틸캔의 몸통에 ASTM 5000계열의 Al-Mg합금인 알루미늄 커버 및 탭부분은 기계적으로 압접되어 소성된 상태이고, 스틸(Fe)과 알루미늄(Al)의 용융온도는 그 차가 매우 크기 때문에 쉽게 분리시킬 수 있다. 즉 알루미늄합금 커버와 탭은 스틸캔 몸통과 마찬가지로 두께가 얇고 쉽게 산화피막을 형성하기 때문에 용융점의 온도에 약간 못미치는 온도로 가열되더라도 스틸캔 몸체와의 젖음성은 크지 않아 각각 575℃ 및 600℃에서 용해가 시작되어 각각 615℃ 및 630℃에서 액상으로 변하게 되어 몸통으로부터 분리되어지고, 알루미늄합금의 고액공존구간인 630℃이상의 온도에서는 급격히 산화가 진행되었다.

즉 빠른 용융을 위해 순알루미늄의 용융온도인 660℃이상으로 가열로의 온도를 올릴 경우 ASTM 5000계열의 Al-Mg합금으로 제조된 알루미늄커버 및 탭은 급격히 산화가 진행되어 품질이 떨어지는 폐단을 갖는 것이다. 따라서 스틸캔으로 부터 알루미늄 커버와 탭을 분리하는데 가장 적정한 온도는 순알루미늄의 용융온도인 660℃보다 낮고, 적당한 용융으로 인해 스틸캔으로부터 분리가 용이하며, 불순물의 함량도 적은 630℃가 가장 바람직하였다.

이때 용융된 알루미늄 커버와 탭이 스틸캔의 몸통으로부터 분리되는 것을 도와주기 위해 바이브레이터나 충격장치를 사용해 진동과 충격을 가하므로써 분리를 촉진시킬 수도 있다.

현재 거의 전량 수입에 의존하고 있는 고가의 알루미늄분말원료를 본 발명은 폐 음료용 스틸캔으로 분리회수한 알루미늄으로 대신함으로써 상당한 수입대체 효과가 있으며, 방치되어 환경을 오염시키던 폐자원을 재활용하므로써 환경보호 등의 효과를 거둘 수 있을 뿐만 아니라, 알루미늄소재를 저렴한 가격으로 생산할 수 있는 효과를 갖는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 스틸캔으로부터 알루미늄을 분리회수하기 위한 방법에 있어서 폐 스틸캔을 수거하여 가열로에 투입하기 용이하도록 절단하는 제 1공정과, 절단된 스틸캔을 400℃~630℃의 온도를 유지하고 있는 가열로에 투입하는 제 2공정과, 상기 스틸캔을 25~35분 정도 가열하여 도료층과 스틸소재의 캔몸체로부터 알루미늄합금 커버 및 탭이 용융되어 분리되도록 하는 제 3공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 음료용 폐 스틸캔으로 부터 알루미늄 분리회수방법.
2. 제 1항의 제 3공정에 있어서 알루미늄 커버와 탭이 스틸캔의 몸통으로부터 분리되는 것을 도와주기 위해 바이브레이터나 충격장치를 사용해 진동과 충격을 가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료용 폐 스틸캔으로 부터 알루미늄 분리회수방법.