KR20010113461A - 풍력 선별기 및 이것을 이용한 알루미늄 회수 방법 - Google Patents

Abstract

중량물과 경량물의 혼합물을 효율적ㆍ경제적으로 선별하는 풍력 선별기 및 이것을 이용한 알루미늄 회수 방법을 제공한다.

중량물과 경량물의 혼합물을 진동시키며, 혼합물을 배출구(11)로부터 배출하는 피더(12)와, 피더(12)의 배출구(11)에서 배출되는 상기 혼합물로 에어를 분출하는 에어 나이프 장치(13)와, 피더의 하류측에 배치되어, 상기 혼합물을 상기 중량물과 상기 경량물로 분리하는 분리 부재(20)를 구비한 풍력 선별기910)에 있어서, 에어 나이프 장치(13)는 미소한 틈새의 노즐(14)을 구비하며, 상기 광폭(廣幅) 노즐(14)이 피더(12)의 배출구(11) 하방 40mm 이내의 범위에 배치되며, 광폭 노즐(14)로부터 고속 기류를 분출한다.

Description

풍력 선별기 및 이것을 이용한 알루미늄 회수 방법 {WIND-FORCE SEPARATOR AND METHOD OF COLLECTING ALUMINUM USING THE SEPARATOR}

본 발명은 에어 나이프 장치를 이용한 풍력 선별기 및 이것을 이용한 폐알루미늄 가공품(예를 들면, 알루미늄 샤시, 익스티리어(exterior), 차고, 문틀 등의 알루미늄 건재, 가스 유량계, 알루미늄제 냄비나 솥, 라디에이터, 알루미늄제의 블라인드, 기타의 알루미늄을 포함하는 제품)으로부터 알루미늄을 회수하는 방법에관한 것이다.

주택 및 빌딩은 다수의 창이나 도어를 가지며, 현재 창틀이나 도어는 거의 알루미늄제로 되어 있으며, 울타리, 차고, 문틀도 알루미늄제가 많이 사용되고 있다. 이 창틀 등은 그 주택 및 빌딩이 해체되는 경우, 제거되어 재자원화의 요구에 따라 그것들로부터 알루미늄이 회수되고 있다.

이 회수는 상기 폐알루미늄 가공품을 먼저 전단 파쇄기 등에 걸어 소정의 크기로 파쇄한 후, 선별기를 사용한다. 또한 파쇄한 폐알루미늄 가공품 중에는 철이나 동합금 등이 포함되어 있기 때문에, 상기 선별기로서는 자착물(磁着物)인 철 등에 대해서는, 예를 들어 자력 선별기, 비자착물인 동합금 등에 대해서는, 예를 들어 풍력 선별기를 각각 이용하여 폐알루미늄 가공품으로부터 동합금 등을 제거한다.

그러나 상기 풍력 선별기 및 이것을 이용한 선별 방법에는 다음과 같은 문제가 있다.

종래의 풍력 선별기에서는 중량물과 경량물의 혼합물에 낙하 속도가 커진 상태에서 에어를 분출했기 때문에 혼합물의 낙하 속도에 대한 에어 풍력(풍량)의 영향이 작아 효과적인 풍력 선별을 할 수가 없었다.

또한, 풍력 선별기의 에어 나이프 장치에 설치된 노즐의 형상이 적절하지 못했기 때문에 혼합물에 대한 에어의 분출 면적을 크게할 수가 없어 효과적인 풍력 선별이 불가능하였다.

상기 종래의 풍력 선별기를 이용하여 혼합물의 풍력 선별을 효과적으로 하려면, 막대한 풍력이 필요하며, 또한 막대한 풍력으로 인해 발생하는 더스트를 회수하기 위한 집진 설비가 필요하며, 이로 인해 설비 투자액이 커지므로 경제적이지 못하다.

선별 방법에 있어서는 폐알루미늄 가공품은 큰 것에서 작은 것까지 다양하며, 이것을 소정의 크기로 파쇄하기 위해서는 복수의 파쇄 공정을 거치는 것이 효율적이다. 그러나 파쇄된 파쇄물에 철이나 동합금 등이 잔류한 상태로 다음 파쇄 공정으로 파쇄물을 이송하면, 철이나 동합금 등이 파쇄기의 날을 손상시켜 날의 수명을 현저하게 단축하는 원인이 된다. 또한 파쇄기 날의 손상으로 인해 폐알루미늄 가공품을 파쇄 공정에서 소정의 크기로 파쇄하는 것이 곤란해질 가능성이 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안한 것으로, 중량물과 경량물의 혼합물을 효과적, 경제적으로 선별할 수 있도록 하는 풍력 선별기 및 이것을 이용한 알루미늄 회수 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1은 한 실시 형태에 따른 풍력 선별기의 측면도이다.

도 2(a), 2(b), 2(c)는 각각 도 1의 풍력 선별기에 사용하는 에어 나이프 장치의 평면도, 측면도, 정면도이다.

도 3은 도 1의 풍력 선별기를 사용하는 알루미늄 회수 방법의 공정도이다.

도 4(a), 4(b)는 각각 실시예에 따른 풍력 선별기의 광폭 노즐, 피더의 배출구로부터의 풍량 측정 위치의 설명도이다.

도 5는 실시예의 풍력 선별기를 사용하는 폐알루미늄 가공품의 풍력 선별 결과에 대한 설명도이다.

상기 목적을 해결하는 본 발명의 풍력 선별기는, 중량물과 경량물의 혼합물을 진동시켜, 혼합물을 배출구로부터 서서히 배출하는 피더와, 피더의 배출구에서 배출되는 혼합물에 에어를 분출하는 에어 나이프 장치와, 피더의 하류측에 배치되어, 혼합물을 중량물과 경량물로 분리하는 분리 부재를 구비한 풍력 선별기이며, 에어 나이프 장치는 미소한 틈새의 광폭(廣幅) 노즐을 가지며, 또한 광폭 노즐이 피더 배출구 하방 40mm 이내의 범위에 배치되어 광폭 노즐로부터 고속 기류를 분출한다. 여기서, 미소 틈새를 가지는 광폭 노즐이란, 광폭 노즐의 분출구가 미소한 간격으로 형성되어 있다는 것을 의미한다. 이것에 의해 혼합물이 낙하 속도가 커지지 않은 상태에서 에어 나이프 장치로부터 혼합물로 에어를 분출할 수 있다. 또한, 에어 나이프 장치는 미소한 틈새의 분출구를 구비한 광폭 노즐을 가지고 있으므로, 에어의 유량을 대량으로 할 필요가 없어지며, 소용량의 송풍기로 고압, 고속의 바람(풍류)를 만들 수 있어, 더스트 등이 발생하지 않고 또한 혼합물에 대한 에어의 분출 면적을 크게하는 것이 가능하다.

상기 목적에 따른 본 발명의 풍력 선별기를 이용하는 알루미늄 회수 방법은, 폐알루미늄 가공품을 제1 전단 파쇄기에 의해 소정의 크기로 파쇄하는 A 공정과, A 공정에서 파쇄된 폐알루미늄 가공품의 파쇄물을 자력(磁力) 선별하여, 파쇄물에 포함된 자착물을 실질적으로 제거하는 B 공정과, B 공정에서 실질적으로 자착물이 제거된 파쇄물 속의 중량물을, 미소한 틈새의 광폭 노즐을 가지며, 또한 이 노즐을 파쇄물이 서서히 배출하는 피더의 배출구 바로 밑에 배치하여, 광폭 노즐로부터 고속 기류를 분출하는 풍력 선별기를 이용하여 제거하는 C 공정과, C 공정에서 중량물이 제거된 파쇄물을 제2 전단 파쇄기에서 다시 파쇄하는 D 공정을 가지며, 폐알루미늄 가공품으로부터 알루미늄을 회수한다. 이로 인해, 제1 전단 파쇄기에 의해 파쇄된 폐알루미늄 가공품으로부터, 자력 선별로 제거되지 않은 중량물, 예를 들면 철이나 동합금 등을 제거할 수 있기 때문에, 제2 전단 파쇄기의 날을 손상시키지 않고 파쇄하는 것이 가능하다.

여기서, 본 발명의 풍력 선별기를 이용한 알루미늄 회수 방법에서는, D 공정에서 파쇄된 파쇄물 속의 중량물을 상기 풍력 선별기를 이용하여 다시 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 의해 제2 전단 파쇄기에 의해 파쇄된 폐알루미늄 가공품으로부터 철이나 동합금 등을 제거할 수 있다.

이어서, 첨부한 도면을 참조해 가면서, 본 발명을 구체화한 실시 형태에 대하여 설명함으로써 본 발명에 대한 이해를 도우고자 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 풍력 선별기의 측면도이고, 도 2(a), 2(b), 2(c)는 각각 상기 풍력 선별기에 사용한 에어 나이프 장치의 평면도, 측면도, 정면도이며, 도 3은 상기 풍력 선별기를 이용한 알루미늄 회수 방법의 공정도이고, 도 4(a), 4(b)는 각각 실시예에 따른 풍력 선별기의 광폭 노즐, 피더의 배출구로부터의 풍량 측정 위치 설명도이며, 도 5는 실시예에 따른 풍력 선별기를 사용하는 폐알루미늄 가공품의 풍력 선별 결과에 대한 설명도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 풍력 선별기(10)는, 중량물(예를 들면, 철류나 비자착물인 동합금)과 경량물(예를 들면, 알루미늄)의 혼합물을 진동시켜, 이 혼합물을 서서히 배출구(1)로부터 배출하는 피더(12)와, 피더(12)의 배출구(11)로부터 배출되는 혼합물에 에어를 분출하는 에어 나이프 장치(13)와, 피더(12)의 하류측에 배치하여 혼합물을 중량물과 경량물로 분리하는 분리 부재의 일예인 분리판(20)을 구비한 풍력 선별기이다. 또한 이 에어 나이프 장치(13)는 미소한 틈새의 광폭 노즐(14)을 가지며, 광폭 노즐(14)이 피더(12) 배출구(11) 하방 40mm 이내의 범위에 배치되어 광폭 노즐(14)로부터 고속 기류를 분출하는 구성으로 되어 있다. 이하, 상세히 설명한다.

피더(12)는 혼합물을 피더(12)의 한 쪽으로부터 다른 쪽으로 반송 가능한 구성으로 되어 있으며, 예를 들면 수평 상태, 또는 피더(12)의 하류측에 따라 하방으로 경사져 있으며, 그 경사 각도(θ)는, 예를 들면 0°보다 크고 15°보다 작은 정도로 조정되어 있다. 또한 이 피더(12)의 한 쪽에는 피더(12)에 혼합물을 공급하기 위한 호퍼(15)가, 피더(1)의 상부에 형성된 반송면(도시되지 않음)과 소정의 간격(예를 들면, 10 내지 50mm 정도)을 두고 설치되어 있다. 그리고, 피더(12)의 한 쪽 하단에는 진동기(16)가 배치되며, 진동기(16)의 작동에 의해 피더(12)를 진동할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 사각 형상의 미소한 틈새(예를 들면, 높이 방향의 틈새(H): 1 내지 10mm 정도, 폭(W): 150 내지 250mm 정도)의 분출구를 가지는 광폭 노즐(14)이 선단에 설치된 에어 나이프 장치(13)의 베이스부(상류측)에는, 광폭 노즐(14)로부터 고속 기류를 분출할 수 있도록, 덕트(17a)를 통해 블로워(17)가 연통(連通)ㆍ연결되어 있다. 또한, 광폭 노즐(14)의 폭(W)은 피더(12)의 배출구(11) 폭과 동일한 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한 이 에어 나이프 장치(13)는, 예를 들면, 플라스틱, 강재, 스테인레스 또는 동합금 등, 강도를 가지는 것으로 형성되어 있지만, 광폭 노즐(14)로부터는 고속 기류가 분출되기 때문에 광폭 노즐(14) 중앙부의 높이 방향의 틈새(H)가 벌어질 염려가 있다. 따라소 광폭 노즐(14)의 길이 방향의 중앙부(18)가 상하 방향으로 벌어지지 않도록(광폭 노즐(14)이 변형되지 않도록), 예를 들면 중앙부(18)를 상하 방향에서 끼우는 협지(挾持) 부재를 배치하여, 중앙부가 벌어지지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 이 에어 나이프 장치(13)의 내측 횡폭(橫幅)은, 에어 나이프 장치(13) 베이스부의 내측 횡폭(N)으로부터 선단부로 갈수록 넓어지며, 측면에서 본 경우는, 에어 나이프 장치(13)의 내측 높이가 에어 나이프 장치(13) 베이스부의 내측 높이(M)로부터 선단측으로 갈수록 서서히 좁아지고 있다. 또한 이 에어 나이프 장치(13)의 길이(L)는, 예를 들면 200 내지 300mm 정도로 형성되어 있다. 이에 따라 블로워(17)로부터 블로우된 에어는 에어 나이프 장치(13)의 베이스로부터 선단부로 갈수록 압축되어, 미소한 틈새를 가지는 광폭 노즐(14)로부터 외부로 분출된다.

또한, 이 에어 나이프 장치(13)는 피더(12)의 배출구(1)로부터 낙하하는 혼합물에 대해 낙하 속도가 증가하기 전에 혼합물에 에어를 분출할 수 있는 위치에 배치되어 있다. 또한 이 분출 각도(φ)는, 예를 들면 0°내지 20°정도이다.

광폭 노즐(14)의 상단은, 피더(12)의 진동 상태를 고려하여, 피더(12)의 진동이 전달되지 않을 정도로, 피더(12)의 배출구(11)와 간격(X; 예를 들면 2 내지 5mm 정도)을 유지하고 있다. 그리고 광폭 노즐(14)의 배치 장소는 혼합물에 큰 낙하 속도가 붙지 않고, 광폭 노즐(14)로부터 혼합물로 에어를 효율적으로 분출하는 등의 조건을 고려하여, 피더(12) 배출구(11)의 하방 40mm 이내의 범위에 배치되어 있다. 또한 광폭 노즐(14)을 구성하는 재료의 두께를 고려하면 광폭 노즐(14)에 구비된 미소한 틈새의 높이 방향 하단이, 배출구(11)의 하방 40mm 이내의 범위에 배치되는 것이 바람직하다.

여기서, 광폭 노즐(14)의 배치 장소는 혼합물에 큰 낙하 속도가 붙지 않고, 광폭 노즐(14)로부터 에어를 효율적으로 혼합물로 분출하는 등의 조건을 고려하여, 피더(12)의 배출구 하방 30mm 이내의 범위, 더 바람직하게는 20mm 이내의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한 광폭 노즐(14)은 피더(12)의 배출구(11)로부터 낙하하는 혼합물이 광폭 노즐(14)에 들어가지 않을 정도의 위치, 즉 피더(12)의 배출구(11) 선단으로부터 피더(12)의 상류측으로, 예를 들면 10 내지 40mm 정도 후퇴한 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 그리고 광폭 노즐(14)로부터 분출되는 풍속은, 예를 들면 30 내지 70m/s 정도로 하고 있다.

또한 풍력 선별기(10)는 피더(12)의 하류측에, 피더(12)의 선단으로부터 소정의 거리(Y; 예를 들면 200 내지 300mm 정도)를 유지하고, 피더(12)의 배출구(11) 하단으로부터 소정의 고저차(Z; 예를 들면 200 내지 300mm 정도)를 유지하여 배치된 분리판(20)이 설치되어 있다. 또한 이 분리판(20)은 혼합물 속의 중량물과 경량물의 중량 차이, 크기 또는 광폭 노즐(14)로부터 나오는 에어의 풍력 등을 고려하여, 중량물과 경량물을 최적으로 분리할 수 있는 위치에 임의로 배치하는 것이 바람직하다.

이어서, 풍력 선별기(10)의 동작 방법에 대해 설명한다. 먼저, 풍력 선별기(10)를 작동시키면, 진동기(16)가 진동하여 피더(12)는 그것의 폭 방향으로 진동을 시작한다. 이어서 호퍼(15)에 공급된 중량물과 경량물의 혼합물은 서서히 피더(12)의 한 쪽으로 낙하한 후, 피더(12)의 진동에 의해 피더(12)의 반송면 위에균일하게 분포되면서, 피더(12)의 한 쪽으로부터 다른 쪽으로 이동하고, 피더(12)의 다른 쪽 단부(端部)에 설치된 배출구(11)로부터 서서히 배출된다.

배출된 혼합물은 혼합물에 큰 낙하 속도가 붙기 전에, 광폭 노즐(14)로부터 에어의 영향을 받는다. 이 때 중량물은 에어의 영향을 받기 어렵기 때문에, 분리판(20)의 바로 앞에 떨어지며, 한편 경량물은 에어의 영향을 받기 때문에 분리판(20)을 넘어간다. 이렇게 하여 혼합물은 중량물과 경량물로 분리하게 된다.

이어서, 본 실시 형태의 풍력 선별기를 이용한 알루미늄 회수 방법에 대하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 풍력 선별기를 이용한 알루미늄 회수 방법을 적용한 선별 설비는, 콘크리트를 포함하는 폐알루미늄 가공품을 각각 대소 크기로 파쇄하는 제1, 제2 전단 파쇄기의 일예인 2축식 전단 파쇄기(31, 32)와, 각각 대형, 소형의 자착물을 선별하는 자력 선별기(21, 22)와, 중량물과 경량물의 혼합물을 선별하는 상기 풍력 선별기(10)와, 이와 동일 구조의 풍력 선별기(11a)를 가지고 있다. 또한 선별 설비는 폐알루미늄 가공품 중의 콘크리트(경우에 따라서는 유리도 포함, 이하 동일)를 먼저 파쇄하고, 기타 폐품을 입자형으로 둥글게 뭉치는 충격 파쇄기(25)와, 파쇄되어 분립형(粉粒形)으로 된 콘크리트를 배출하는 집진기(26, 27)와, 체(28)와, 각각 중량 금속 등, 경량 플라스틱류를 선별하는 비중 선별기(29, 30)를 가지고 있다. 여기서, 콘크리트에는 콘크리트 부스러기나 시멘트 부스러기를 포함한다. 이하 상세히 설명한다.

폐알루미늄 가공품은 빌딩, 가옥의 창틀을 중기에 의해 떼어내고, 이것을 프레스에 의해 블록형으로 만든 폐품을 사용한다. 블록형으로 만듬으로서 운반이 용이해진다. 폐알루미늄 가공품의 양이 적은 경우는, 블록형으로 뭉치지 않고 사용해도 좋다. 이 폐품 중의 알루미늄류는 약 50 내지 90%이다. 기타는 콘크리트, 목재, 비닐, 유리, 고무, 플라스틱, 스폰지 등의 비금속류 또는 작은 나사에 포함되는 아연, 스테인레스 또는 손잡이 등에 포함되는 아연, 구리, 동합금(예를 들면, 황동), 스테인레스 등의 금속류가 포함되어 있다.

또한 폐가공품에는 난간, 차고, 문틀 등의 익스티리어를 포함한 건재 또는 가스 유량계에 사용되는 유리를 포함한 것, 경우에 따라서는 알루미늄제의 냄비, 솥, 알루미늄을 주체로 하는 자동차 부품이나 가전제품 등도 포함된다.

먼저, 콘크리트를 포함하는 폐알루미늄 가공품을 2축식 전단 파쇄기(31)에 의해 파쇄한다. 2축식 전단 파쇄기(31)는 2개의 축에 각각 축방향의 등간격으로 부착된 날이, 축의 회전에 의해 서로 엇갈리게 물리고, 그 사이를 통과하는 물체를 소정의 크기로 파쇄하는 파쇄기이다. 여기서 파쇄물의 크기는 날의 간격으로 조정할 수 있다. 또한, 날의 간격은 50 내지 300mm 정도가 바람직하며, 본 실시 형태에서는 150mm로 설정되어 있다.

파쇄시에는 폐품에 포함된 연성(延性) 재료인 알루미늄은 절단되지만, 취성 재료인 콘크리트의 일부는 분립화한다. 분립화된 정도에 따라서는 2축식 전단 파쇄기(31)에 집진기를 연설(連設)하여 분립화된 콘크리트를 제거할 수도 있다(이상, A 공정)

상기 A 공정에서 파쇄된 폐알루미늄 가공품 파쇄물은, 자력 선별기(21)로 운반된다. 자력 선별기(21)는 건식, 습식의 어떤 것이라도 사용 가능하지만, 본 실시 형태에서는 건식의 것을 사용한다. 자력 선별기(21)를 사용하여 자착물인 철 중에서 앵글, 채널 등의 대형 철골이나, 볼트 등의 소형 철류를 실질적으로 제거한다(이상, B 공정). 또한 이 B 공정은 파쇄물 중에 확실한 자착물인 철을 포함하지 않는 경우에는 생략할 수 있다.

이상의 B 공정에 의해, 자착물이 실질적으로 제거된 파쇄물을, 미소한 틈새의 광폭 노즐(14)을 가지며, 광폭 노즐(14)이 파쇄물을 서서히 배출하는 피더(12) 배출구(11)의 바로 아래(예를 들면, 배출구(11)의 하방 40mm 이내의 범위)에 배치되며, 광폭 노즐(14)로부터 고속 기류를 분출하는 풍력 선별기(10)로 운반된다. 이것에 의해, 자력 선별기(21)에 자착되어 파괴된, 파쇄물 중에 잔존하는 볼트 등의 소형(예를 들면, 150mm x 30mm 정도의 크기)의 철류나, 비자착물인 동합금 등의 중량물은, 에어의 영향을 받기 어렵기 때문에, 분리판(20)의 바로 앞에 떨어지고, 한편, 알루미늄 등의 경량물은 에어의 영향을 받아 분리판(20)을 넘어감으로써 혼합물은 중량물과 경량물로 분리하게 된다. 따라서, 파쇄물로부터 중량물을 제거하는 것이 가능해지지 때문에, 후 단계에서 사용하는 파쇄기 날의 마모나 파손을 방지할 수가 있다(이상, C 공정). 또한 이 C 공정에서는 파쇄물 중에 자착물이 확실한 철류나, 비자착물인 동합금 등의 중량물을 포함하지 않는 경우에는 생략할 수 있다.

C 공정에서 중량물이 제거된 파쇄물, 또는 처음부터 자착물인 철류나 비자착물인 동합금 등의 중량물을 포함하지 않는 B 공정, C 공정을 생략한 파쇄물은 2축식 전단 파쇄기(32)에 의해 다시 잘게 파쇄된다. 2축식 전단 파쇄기(32)의 구조는 2축식 전단 파쇄기(31)와 동일한 구조이며 간격만 다르다. 날의 간격은 20 내지 30mm로 설정되어 있다. 날의 간격은 10 내지 50mm 이하의 범위가 바람직하지만, 다음에 사용하는 충격 파쇄기(25)의 처리 능력에 따라 임의로 변경할 수가 있다.

2축식의 전단 파쇄기(32)를 사용하여 파쇄물을 잘게 파쇄할 때는, 콘크리트의 분진이 많이 발생하므로, 에어 덕트를 통해 집진기(26)를 부착하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한 본 실시 형태에서는 파쇄 효율을 고려하여 2축식 전단 파쇄기(31, 32)를 상기와 같이 2대를 사용 할 수도 있고, 혼합물의 크기나 형상 등에 따라 2축식 전단 파쇄기를 생략할 수도 있으며, 또는 대수를 더 늘릴 수도 있다. 또한 본 실시 형태에서는 제1, 제2 전단 파쇄기에 2축식 전단 파쇄기(31, 32)를 사용했지만 1축식 전단 파쇄기를 사용할 수도 있다(이상 D 공정).

상기와 같이, 잘게 파쇄된 파쇄물을 풍력 선별기(10a)를 이용하여, 상기 B 공정에서 제거될 수 없었던 파쇄물 중 볼트 등의 소형의 철류나, 비자착물인 동합금 등의 중량물을 제거한다.

또한 풍력 선별기(10, 10a)는 혼합물 중의 중량물과 경량물의 중량 차이, 크기를 고려하여 광폭 노즐(14)에서 나오는 에어의 풍력, 분리판(20)의 배치 위치 등을 임의로 변화시킨다. 또한 본 실시 형태에서는 자력 선별기(21)의 뒤, 및 2축식 전단 파쇄기(32)의 뒤에 풍력 선별기(10, 10a)를 각각 1대씩 배치한 경우이지만, 풍력 선별기를 복수대(예를 들면 2대) 배치하여, 중량물과 경량물을 더 정밀하게 분리할 수도 있다. 이것에 의해 더욱 중량물의 회수율이 높아지며, 파쇄기 날의 손상을 방지할 수 있다.

풍력 선별기(10a)에 의해 중량물이 제거된 파쇄물은 충격 파쇄기(25)로 투입되어, 폐알루미늄 가공품에 포함된 콘크리트(및 유리)를 파쇄하며 콘크리트와 알루미늄으로 분리된다. 충격 파쇄기(25)에는 예를 들면 특개평8(1996)-10633호 공보에 기재된 회전식 충격 파쇄기와 같이, 한 쪽에 원료 반입부를, 다른 쪽에 원료 배출부를 가지며, 몸통판 내측 둘레에는 복수의 반발판(충돌판)이 간격을 유지하며 둔각 경사 상태로 부착된 드럼 본체와, 이 드럼 본체의 내측에 간격을 유지하며 배치되며 외측 둘레에는 복수의 타격판(충돌판)이 둔각 경사진 상태로 균등하게 배치되고, 상기 타격판 부착 방향으로 고속 회전하는 로터를 가지는 회전식 충격 파쇄기, 또는 회전 날개, 임펠러를 가지는 충격 파쇄기를 사용한다. 이것에 의해 폐알루미늄 가공품의 충전 밀도(부피 비중)를 일정하게 할 수 있고, 또한 각 입형물(粒形物)의 구름 저항을 일정하게 할 수 있다.

또한, 충격 파쇄기(25)에는 로드밀, 볼밀도 사용 가능하다, 또한 여기서 말하는 볼밀 중에는 세형(細型)의 원통을 사용한 튜브밀도 포함되어 있다.

상기한 충격 파쇄기(25)을 이용하여 풍력 선별기(10a)에 의해 중량물이 제거된 파쇄물을 더 잘게 파쇄하여 파쇄물에 포함된 콘크리트를 분쇄한다. 충격 파쇄기(25)에는 에어 덕트를 통해 집진기(27)가 설치되어 있어 분립화한 콘크리트를 제거할 수가 있다.

충격 파쇄기(25)로부터 배출되는 파쇄물은, 다시 체(28)로 선별하여 파쇄물에 부착되어 있는 분립화한 콘크리트를 탈락시키고 있다. 체(28)의 슬릿 폭은 파쇄된 파쇄물 중의 알루미늄의 크기에 따라 임의로 작게할 수 있다. 파쇄물을 체(28)에 걸 때는 파쇄물이 건조되어 있는 경우에는 송풍기 또는 가진기를 설치ㆍ작동시켜 체(28)의 눈막힘을 방지할 수 있다. 또한 파쇄물의 함유 수분이 많을 경우에는 살수(撒水)하여 콘크리트 가루를 씻어내도 좋다(이상, E 공정).

또한, 분립화하는 콘크리트 가루가 적은 경우에는, 상기 집진기(26, 27) 및 체(28)를 생략할 수도 있으며, 또한 집진기(26, 27) 또는 체(28) 중 어느 하나를 생략할 수도 있다.

체(28)에서 선별되어 콘크리트가 탈락된 파쇄물은, 자력 선별기(22)에 의해 자착물이 제거된다. 자력 선별기(22)는 습식, 건식의 어느 쪽을 사용해도 좋지만, 본 실시 형태에서는 건식의 것을 사용하고 있다. 이것에 의해 충격 파쇄기(25)에서 파쇄되기 전에 잔존하는 자착물, 즉 철편 또는 작은 나사 등을 제거할 수 있다.

또한 자력 선별기(22)를 생략하고 다음 공정에서 사용되는 비중 선별기(29)에 의해 비중이 큰 다른 금속류와 동시에 자착물을 제거할 수도 있으며, 또한 다음 공정의 비중 선별 후에 자력 선별기(22)를 사용하여 비중이 큰 금속류로부터 자착물을 제거할 수도 있다. 본 실시 형태에서는 모아진 철의 재이용을 고려하여 자력 선별기(22)를 사용하여 착자물을 제거하고 있다.

비중 선별기(29)는 건식, 습식의 어느 쪽을 사용해도 좋다. 본 실시 형태에서는 건식의 것을 사용하며, 콘크리트 가루가 제거된 파쇄물에 대해, 비중 선별을 하여 알루미늄보다 비중이 큰(비중 2.7보다 큰) 중량 금속을 제거하고 있다.

여기서 건식 비중 선별기(29)의 구동 원리에 대해 설명한다.

먼저, 한 쪽으로부터 다른 쪽으로 향하여 산부(山部), 곡부(谷部)가 교대로 연속적으로 형성되는 그물형의 스크린 위에, 자력 선별기(22)로 자착물이 제거된 파쇄물을 투입한다. 이 스크린은 전동기에 의해 비중이 작은 물질과 비중이 큰 물질이 분리 가능하도록 5 내지 20 c/sec 정도의 진동수로 진동하고 있다. 또한 스크린은 한 쪽을 낮게하여 1 내지 2°정도의 경사가 붙어 있다. 그리고 스크린의 뒤쪽 하방에는 송풍기가 배치되고, 이 송풍기에 의해 뒤쪽으로부터 앞쪽으로 향해 그물형 스크린 간격을 기류가 통과하도록 되어 있다.

기류의 속도는 1 내지 5 m/sec 정도의 범위로 가변 가능하게 되어 있어, 충격 파쇄기(25)에 의해 파쇄된 파쇄물의 알루미늄 및 알루미늄보다 가벼운 물질이 떠오를 수 있도록 기류의 속도를 조정한다. 진동의 영향을 받지 않을 정도로 떠오른(스크린의 표면 사이에 발생하는 마찰력이 매우 작은 상태에서 스크린의 표면에 접촉해 있는 경우도 포함) 파쇄물 중의 알루미늄과 알루미늄보다 비중이 작은 금속은 아래로부터 올라 오는 기류에 의해 날아 올라가지 않기 때문에, 스크린 표면의 산부 또는 곡부에 따른 경사면에 접촉해 있지만, 스크린이 다른 쪽 상방으로 향해(비스듬히 위로) 전진할 때에, 스크린과 일체로 되어 다른 쪽으로 이동하며, 한 쪽 하방으로 향해(비스듬히 아래로) 후퇴할 때는, 스크린의 표면으로부터 이탈되어 다른 쪽으로 이동을 계속하는 운동을 반복한다.

이렇게 하여, 알루미늄 및 알루미늄보다 가벼운 물질은 한 쪽으로, 크레센트(crescent, 샤시 패스너) 또는 작은 나사에 포함되는 스테인레스강, 크레센트에 포함되는 아연 또는 동합금 등의 비중이 큰 금속은, 다른 쪽으로 선별할 수있다(이상, F 공정).

비중 선별기(30)는 비중 선별기(29)와 동일한 형식의 것을 기류의 속도 및 진동수를 조정하여 사용되며, 자착물 및 중량 금속이 제거된 파쇄물을 알루미늄과 비금속 부스러기(비중 2.7 이하)로 분리하여 알루미늄을 회수한다. 비중 선별기(29)의 한 쪽에 분리된 알루미늄 및 알루미늄보다 가벼운 물질이 포함된 파쇄물을 비중 선별기(30)에 투입하지만, 파쇄물 중에는 플라스틱, 고무 등(비중 0.5 내지 1.5 정도)이 포함되어 있기 때문에, 이번에는 알루미늄이 부상하지 않을 정도로 기류의 속도를 조정하여 비중 선별기(30)를 작동시킨다.

이것에 의해, 비중 선별기(29)와 동일한 원리에 의해 알루미늄을 다른 쪽으로, 플라스틱 또는 고무 등의 알루미늄보다 비중이 가벼운 물질을 한 쪽으로 선별할 수 있다(이상, G 공정).

또한, 비중 선별기(29, 30)에는 와전류식 비철 선별기 또는 정전 선별기를 사용할 수 있다. 와전류식 비철 선별기는 양도체(良導體)를 자장에 넣고 양도체의 내부에 와전류에 의한 자계를 발생시켜, 자장의 방향을 단시간에 교대로 절환함으로써 양도체가 자장에 반발하여 비출(飛出)해 오르는 것을 모으는 것이다. 정전 선별기는 고전압 선광기라고도 하며, 플라스틱 등의 절연물 내에 전하를 비축하고 이것을 일정한 전장으로 안내하여 모으는 것이다.

또한, 비중 선별기(29, 30) 대신에 습식의 선별기인 지그, 부유(浮遊) 선광기, 또는 요동 테이블을 사용할 수도 있다.

지그는 유체 속에서 유체에 상하 맥동을 부여하거나 또는 그물을 상하 운동시켜 그물 위에 실린 물질을 비중 선별하는 것이다. 또한 부유 선광기는 미분 상태의 물질을 수중에 넣고, 그 물질에 적응하는 약제를 첨가하여 교반하면서, 그 속으로 기포를 보내어, 그 기포에 의해 물질 속의 특정 물질을 포착하게 하고, 그 기포를 수면 위에 모아 거품으로 된 것을 물로부터 분리시키는 것이다. 그리고, 요동 테이블은, XY 방향으로 평면을 가지는 홈이 붙은 평면반(平面盤)에서, X 방향으로 왕복 운동을 부여하는 요동 기구와, 반(盤) 위의 Y 방향으로 얕게 물을 흐르게 하는 유수(流水) 기구를 가지며, 반 위에 투입된 파쇄물을 입자의 크기와 무게(동일 크기의 경우에는 비중)에 따라 X 방향으로 운반하여 분리시키는 것이다. 습식의 선별기를 사용하는 경우에는, 사용 후에 건조 공정이 필요하지만, 건조 방법은 자연건조, 강제 건조 어느 쪽이나 좋으며 특별히 한정되지는 않는다.

이상, 설명한 절차에 따라 폐알루미늄 가공품으로부터 알루미늄을 회수할 수 있다. 이것에 의해 전단 파쇄기나 충격 파쇄기의 날을 손상하지 않고, 효율적, 경제적으로 알루미늄를 회수할 수가 있다.

실시예

상기 실시 형태에 따른 풍력 선별기(10)의 풍속을, 열선 풍속계로 측정한 결과를 설명한다.

도 4(a), 4(b)에 각각 도시된 바와 같이, 광폭 노즐(14)의 풍속 측정은, 광폭 노즐(14)의 중앙부 및 양측의 합계 3개소(a ∼ c)에 대하여 실시했다. 또한 피더(12) 하류측의 풍속 측정은, 피더(12)의 중앙부 및 양측의 합계 3개소를, 피더(12)의 배출구(11)로부터 25mm의 지점 및 225mm의 지점의 각각 합계 6개소(d∼i)에서 실시 했다. 이 결과를 표 1 및 표 2에 각각 도시한다. 또한 사용하는 에어 나이프 장치(13)는 광폭 노즐(14)의 분출구 높이 방향의 간격(H)이 3mm, 폭(W)이 200mm 인 것이다(도 2 참조). 또한 에어 나이프 장치(13)는 베이스부의 내측 높이(M)가 160mm, 내측 횡폭(N)이 150mm, 베이스단(端)으로부터 선단까지의 길이(L)는 240mm인 것이다. 여기서 분리판(20)은 피더(12)의 하류측에, 피더(12)와 230mm의 거리(Y)룰 유지하고, 피더(12)의 배출구(11)에 대해 220mm의 고저차(Z)를 유지하여 배치되어 있다.

표 1

표 2

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 소용량의 블로워(17; 50Hz, 200V, 8.6A, 330mAq, 28m³/min)를 사용한 경유에서도, 광폭 노즐(14)의 풍속은 균일하며,피더(12)의 하류측에 양호한 풍속의 에어를 분출하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다. 여기서, 측정 위치((b) 및 (e))는 열선 풍속계의 측정 범위를 초과했기 때문에, 풍속 50m/s 이상으로 했으며, 50 내지 60m/s 범위 정도로 생각된다.

이어서, 상기 풍력 선별기(10)를 이용, 폐알루미늄 가공품을 풍력 선별한 결과에 대하여 도 5를 참조하며 설명한다.

또한 광폭 노즐(14)로부터 분출되는 에어의 풍량에 대한 폐알루미늄 가공품의 처리량은 0.68m³/h 이다. 또한 도면 중의 상단의 수치는 중량(g)을, 하단의 수치는 비율(wt%)을 각각 표시한다.

먼저 폐알루미늄 가공품을 전단 파쇄기를 사용하여 소정의 크기로 파쇄한 중량물과 경량물의 혼합물 4961.2g을, 풍력 선별기(10)에서 1회째의 풍력 선별을 실시했다. 이것에 의해 2351.5g, 즉 47.4wt%의 알루미늄을 회수할 수가 있었다. 이어서, 철 등을 다시, 2회째의 풍력 선별을 실시하여, 110.4g, 즉 2.23wt%의 알루미늄을 회수할 수 있었다. 또한 2회째의 풍력 선별로 회수한 알루미늄 및 철 등의 합계량은, 1회째 풍력 선별 후의 철 등의 양과 일치하지 않는다. 이것은 2회째의 풍력 선별 중에 1회째의 풍력 선별 후의 철 등이 전부 회수되지 않았음에 기인한다.

이 결과, 2회째의 풍력 선별에 의해 철 기타의 것 중 알루미늄은 0.4g, 즉 0.01wt%로 되어 있으며, 풍력 선별기(10)를 사용함으로써 중량물과 경량물의 혼합물을 효율적, 경제적으로 선별할 수 있음을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 한 실시 형태를 참조하여 설명했는 데, 본 발명은 상기 실시 형태에 기재된 구성에 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 기재된 사항의 범위 내에서 생각될 수 있는 기타의 실시 형태나 변형예까지 포함하는 것이다.

예를 들면, F 공정, G 공정의 순서는 임의이며, G 공정에서 플라스틱, 고무 등을 제거한 후, F 공정에서 중량 금속을 제거하고, 최후로 자력 선별을 하여 자착물을 제거하여 알루미늄을 회수하는 것도 가능하다.

또한 상기 실시 형태는 가옥으로부터 제거ㆍ회수된 가스 유량계로부터 알루미늄을 회수하는 경우에도 적용될 수 있다. 가스 유량계에는 본체에 콘크리트를 포함하고 있지 않지만, 다른 금속류를 포함하며, 또 표면의 표시창에는 유리를 포함하고 있다. 유리도 콘크리트와 마찬가지로 충격 파쇄기로 파쇄함으로써 분립화할 수 있기 때문에, 콘크리트를 포함하는 경우도 동일하게 취급할 수 있어, 상기 실시 형태에 의해 알루미늄을 회수할 수 있다.

또한 폐알루미늄 가공품에 도료 등이 도포되어 있는 경우에는, 가열 또는 소성(燒成)으로 도료 등을 제거한 후, 본 발명의 처리를 하는 경우, 또는 처리의 도중에 가열하여 도료 등의 부착물을 제거하는 경우도 본 발명에 포함된다.

청구항 제1항 기재의 풍력 선별기에서는, 혼합물에 큰 낙하 속도가 붙지 않은 상태에서, 에어 나이프 장치로부터 에어를 혼합물로 분출할 수가 있다. 또한, 에어 나이프 장치는 미소한 간격의 분출구를 구비한 광폭 노즐을 구비하고 있기 때문에, 에어의 유량을 대량으로 할 필요가 없어, 소용량의 송풍기로 고압, 고속의 바람을 만들 수 있고, 더스트 등도 발생되지 않으며, 혼합물에 대한 에어의 분출면적을 크게할 수가 있다. 이것에 의해 소용량의 송풍기를 사용하기 때문에 설비 투자액이 적어지고, 더스트 회수를 위한 집진 설비가 불필요하게 되어 설비 코스트를 저감할 수 있다. 따라서 혼합물을 효율적, 경제적으로 선별 가능한 풍력 선별기를 제조할 수가 있다.

청구항 제2항 기재의 풍력 선별기를 사용하는 알루미늄 회수 방법에 있어서는, 제1 전단 파쇄기에 의해 파쇄된 폐알루미늄 가공품으로부터, 자력(磁力) 선별로 제거할 수 없는 중량물, 예를 들면 철이나 동합금 등을 제거할 수 있기 때문에, 제2 전단 파쇄기의 날을 손상시키지 않고 분쇄할 수가 있다. 따라서, 파쇄기 날의 수명을 연장할 수 있으며, 날의 런닝 코스트를 저감할 수 있고, 파쇄기 날의 교환에 요하는 시간이나 작업을 저감할 수 있으므로써, 작업성이 양호해진다. 또한 이것에 의해 폐알루미늄 가공품을 파쇄기에서 소정의 크기로 파쇄할 수 있게 된다. 또한, 순도가 높은 알루미늄을 회수하는 것이 가능해지고, 회수한 알루미늄을 다른 분야에 널리 재이용할 수 있다.

청구항 제3항 기재의 풍력 선별기를 사용하는 알루미늄 회수 방법은, 제2 전단 파쇄기에 의해 파쇄된 폐알루미늄 가공품으로부터 철이나 동합금 등을 제거할 수 있다. 따라서 보다 고순도의 폐알루미늄을 회수하는 것이 가능해지고, 회수한 알루미늄을 다시 다른 분야에 널리 재이용할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 중량물과 경량물의 혼합물을 진동시키며, 상기 혼합물을 배출구로부터 서서히 배출하는 피더와, 상기 피더의 상기 배출구에서 배출되는 상기 혼합물로 에어를 분출하는 에어 나이프 장치와, 상기 피더의 하류측에 배치되어, 상기 혼합물을 상기 중량물과 상기 경량물로 분리하는 분리 부재를 구비한 풍력 선별기에 있어서,

   상기 에어 나이프 장치는 미소한 틈새의 광폭 노즐을 구비하며, 상기 광폭(廣幅) 노즐이 상기 피더의 배출구 하방 40mm 이내의 범위에 배치되며, 상기 광폭 노즐로부터 고속 기류를 분출하는 것을 특징으로 하는

   풍력 선별기
2. 폐알루미늄 가공품을 제1 전단 파쇄기에 의해 소정의 크기로 파쇄하는 A 공정과,

   상기 A 공정에서 파쇄된 상기 폐알루미늄 가공품의 파쇄물을 자력(磁力) 선별하여, 상기 파쇄물에 포함된 자착물(磁着物)을 실질적으로 제거하는 B 공정과,

   상기 B 공정에서 실질적으로 상기 자착물이 제거된 상기 파쇄물 중의 중량물을, 상기 파쇄물을 서서히 배출하는 피더의 배출구 하방 바로 아래에 배치되어 있는, 미소한 틈새의 광폭 노즐로부터 고속 기류를 분출하는 풍력 선별기를 이용하여 제거하는 공정과,

   상기 C 공정에서 상기 중량물이 제거된 상기 파쇄물을, 제2 전단 파쇄기에의해 다시 파쇄하는 D 공정을 포함하며,

   상기 폐알루미늄 가공품으로부터 알루미늄을 회수하는 것을 특징으로 하는

   풍력 선별기를 이용하는 알루미늄 회수 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 D 공정에서 다시, 파쇄된 상기 파쇄물 중의 중량물을 상기 풍력 선별기를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는

   풍력 선별기를 이용하는 알루미늄 회수 방법.