KR20040027707A

KR20040027707A - 폐전선의 냉각을 이용한 피복과 본선의 분리방법

Info

Publication number: KR20040027707A
Application number: KR1020040012843A
Authority: KR
Inventors: 박종욱
Original assignee: 박종욱
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2004-04-01

Abstract

본 발명은 폐전선을 취화온도 이하로 냉각하여 폐전선에 효과적으로 하중, 충격을 가하여 피복을 이루는 합성수지류(PVC, PE)를 분리하여 폐전선에서 합성수지류(PVC)와 본선인 구리, 알루미늄을 회수하는 방법에 관한 것이다.

극저온 냉매, 예를 들어 액체질소나 액체산소 등의 저온액체저장시스템이나 냉동장치를 이용하여 폐전선을 냉각시키면 어떤 온도 이하에서 폐전선의 피복은 굳고 부러지기 쉬운 상태로 되고 이때 폐전선의 피복에 비교적 작은 변형률, 충격을 가하면 피복을 이루는 합성수지류(PVC, PE)는 상온에서와는 다르게 파편으로 쪼개지고 쉽게 파단되는 특성을 보이게 되며 이를 이용하여 폐전선의 피복과 본선인 구리나 알루미늄을 손쉽게 분리해 낼 수 있다.

이러한 방법은 기존의 방법인 기계적으로 피복을 벗겨내는 방법, 소각처리법, 건류소각법과는 다르게 구리의 수율이 높고, 2차오염을 유발하지 않고, 피복의 재활용도 가능하며 또한 유가금속인 본선(구리, 알루미늄)를 회수함으로써 귀중한 자원을 경제적이고 효율적, 친환경적으로 재활용할 수 있는 기술이다.

Description

폐전선의 냉각을 이용한 피복과 본선의 분리방법{The separation method of covering material from wastes electric wire using of cooling system}

폐전선에는 중량비로 40∼75％가 유가금속인 본관(주로 구리선)으로 구성되어 있어서 재활용의 부가가치가 충분하기 때문에 회수대상물질로 취급되어진다.

폐전선에서 금속구리(1) 및 피복(2)인 합성수지의 박피를 재활용하고자 이용하는 방법은 물리적, 화학적 및 열적인 방법으로 기계적으로 피복(2)을 벗겨내는 방법, 소각처리법, 건류소각법 등이 있다.

기계적으로 피복(2)을 벗겨내는 방법의 경우 전선은 그 용도에 따라 구리선(1)의 두께, 피복(2)의 두께가 각각 다르고 구리선 자체도 단선으로 되어 있거나 여러가닥의 선이 묶음(3)으로 되어 있으며 수집된 폐전선은 여러 종류가 각기 다른 길이로 뒤엉켜 있어 균일한 직경과 일정 길이를 요구하는 기계적 피복제거방법은 처리에 비효율적이며 구리(1)의 회수율이 저조하여 적용에는 한계가 있다.

폐전선으로부터 금속구리(1)를 회수하는 가장 손쉬운 방법은 소각이다. 그러나 이 방법은 폐전선의 피복제(2)인 합성수지류를 재활용하지 못할 뿐 아니라 피복의 재질에 따라 염화물, 황화가스, 검댕 등의 오염물질을 배출할 수 있고 특히 PVC 등을 소각할 때는 염화물의 불완전 연소에 의하여 Dioxin 등의 맹독성물질이 발생하여 배가스가 악성 대기오염을 유발시킨다는 치명적인 단점을 가지고 있다. 또한 소각의 경우 피복(2)의 합성수지류 중에 포함되어 있는 가소제 성분이 산화되어 배출될 수 있으며 소각 시 구리 자체가 고온에서 용해되어 소각로 벽면에 부착되어 회수가 어려운 경우가 발생한다.

건류소각방식은 직접소각보다 대기오염 물질의 배출이 적으나 실제 건류소각시 피복의 높은 발열량으로 인하여 직접 연소되므로 건류 효과를 기대하기 어렵다. 열분해의 개선된 소각에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 모두가 환경 또는 경제적인 문제에 봉착해 있으며, 최근 들어 시행되고 있는 유화기술은 기술성마저도 검증되지 못한 실정이다.

소각이외의 방법으로 수중가열 방법은 유지비 및 인건비 부담이 너무 크며, 화학적 재활용은 회수율이 낮으며 폴리에틸렌을 재처리해야 하는 문제가 있으므로 적용이 사실상 어렵다.

본 발명은 폐전선에서 유가 금속인 구리(1)를 친환경적으로 추출하기 위한 발명으로서, 폐전선 피복(2)과 구리(1)의 물성을 규명하고 물리, 화학, 열, 전기적인 대안을 제시하여, 폐전선의 재활용을 위하여 기존의 방식의 기계적으로 피복을 벗겨내는 방법, 소각처리법, 건류소각법, 화학적인 방법이 각각 가지고 있는 구리(1)의 수율이 낮고, 2차오염을 유발, 높은 동력소모 등의 단점을 보완하여 피복제(2)의 합성수지류는 재사용하고 구리(1)는 회수함으로써 자원을 경제적이고 효율적이며, 친환경적으로 분리하는 기술을 제시하고자 한다.

도 1a는 폐전선 중 전기선의 예

도 1b는 폐전선 중 통신선의 예

도 2는 본 발명에 따른 폐전선 냉각 후 회전날개에 의한 피복제거의 개념도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 본관(구리, 알루미늄) 2 : 폐전선 피복

3 : 다발묶음 4 : 저온액체저장시스템

5 : 냉각장치 6 : 내벽

7 : 회전날개 8 : 모터

9 : 가이드

폐전선은 제1a도, 제1b도와 같이 전기선과 통신선으로 크게 구별되며, 전기선의 피복제(2)가 주로 PVC류 인데 반하여, 통신선은 피복제(2)가 주로 PE으로 피복되어 있다. 통신선 폐전선은 굵은 본관(1)내에 직경 1∼2mm의 가닥선이 본 단위로 다발묶음(3)으로 되어있다. 이는 구리(1)와 PE의 두종류로 구성되어 있으며 이중 구리의 중량이 약 70％에 해당하고, 나머지는 피복제(2)인 PE가 차지하고 있다.

상기한 폐전선에서 구리(1)를 분리하고자 하는 본 발명은 크게 두가지로 구성된다. 폐전선의 피복(2)과 같은 합성수지, 고분자 물질은 낮은 온도에서는 사슬이 얼어있는 상태이기 때문에 딱딱해지고 따라서 잘 깨어진다.

즉, 어떤 온도 이상에서 폐전선의 피복(2)은 고무상 탄성을 나타내지만 그 온도 이하에서는 굳고 부러지기 쉽게 된다. 이 온도를 취화온도라 하며 이 온도이하에서는 비교적 작은 변형률, 충격에 쉽게 파단하는 특성을 보인다. 따라서 본 발명에서는 효율적으로 취하온도 이하로 냉각시키는 고속, 초저온 냉각장치(5)를 필요로 한다. 이는 액체 산소, 수소, 질소와 같은 저온액체저장시스템(4)이나 냉매를 이용한 냉각장치(5)을 통하여 이룰 수 있다.

또한, 폐전선의 온도를 낮출 경우 폐전선을 구성하는 피복(2)과 구리(1)는 열팽창 계수가 다르므로 피복(2)와 금속구리(1)의 접촉부는 미세한 분리가 이루어져 분리를 용이하게 한다.

다음으로는 취화온도 이하로 냉각된 폐전선을 효과적으로 하중, 충격을 가하여 피복(2)을 제거, 파괴하는 작업과 관련한 기술이다. 저온 상태를 유지할 수 있는 보온, 보냉 냉각장치(5)을 통하여 망치, 해머나 프레스 등으로 충격을 가하거나, 일정량을 모아서 폭파하는 방법, 그리고 제2도에서와 같이 폐전선 자중에 의해 회전날개(7)에 낙하시켜 폐전선에 충격을 가한 후 모터(8)에 의해 구동되는 회전날개(7)를 이용하여 원심력으로 내벽(6)과 충돌시켜 그 충격으로 폐전선으로 부터 피복(2)을 분리해고 가이드(9)에 의해 모아진 처리된 폐전선을 피복의 박탈된 상태에 따라 반복수행하고 미비한 제품은 처음 냉각공정부터 다시 수행하여 폐전선의 피복을 제거하는 공정으로 폐전선의 피복(2)을 구리(1)로부터 분리해 낼 수 있다.

전기, 전자, 통신의 발달과 그 기기들의 사용이 보편화됨에 따라 구리의 수요는 매년 증가하고 있다. 이에 따른 구리의 국내 생산량은 1990년 이후 매년 5％씩 증가하고 있으나 급격히 늘어나는 수요량을 충족하지 못하여 생산량의 약 60％는 수입에 의존하고 있는 실정이다. 구리의 국내 수요의 80％는 각종 전선의 생산에 사용되고 있으며 전선은 질량으로 40∼75％의 구리를 함유하고 있어 전선의 생산량 증가에 수반되어 발생하는 폐전선의 회수 재활용은 자원으로서 충분한 가치가 있다.

본 발명은 폐전선의 구리(1)와 피복(2)을 예전의 방식과는 다르게 폐전선을 냉각하여 분리하면 구리(1)와 피복(2)을 각각 재활용이 가능하여 자원활용 및 처리비용의 절감효과가 있고 예전의 방식에는 처리후 구리(1)의 상태가 불량하여 추가적인 공정을 거쳐야 구리의 재활용이 가능하였으나 본 발명은 처리된 구리는 별도의 공정이 필요치 않다. 또한 전량 수입에 의존하고 있는 고가의 구리 원자재 수입대체의 효과와 무엇보다도 저비용 고생산성을 가지고, 2차오염이 발생하지 않는 친환경적으로 폐전선의 피복을 제거하여 본관(1)인 구리, 알루미늄을 회수할 수 있다.

Claims

폐전선의 피복(2)과 본관(구리, 알루미늄)(1)의 분리를 위하여 폐전선 피복(2)의 온도를 냉각시킨 후 폐전선의 피복(2)에 충격, 하중을 가하는 방법으로 폐전선의 피복(2)을 본관(1)으로부터 분리하는 방법
1항에 있어서, 폐전선의 온도를 낮추는 방법으로 액체질소와 같은 액상의 저온액체저장시스템(4)을 이용하는 방법
1항에 있어서, 폐전선의 온도를 낮추는 방법에 있어서 냉매를 가진 냉각장치(5)를 이용하는 방법
1항에 있어서, 폐전선에 충격, 하중을 가하는 방법으로 폐전선에 망치, 해머, 프레스 등으로 직접접촉에 의한 물리적 충격을 가하는 방법
1항에 있어서, 폐전선에 충격, 하중을 가하는 방법으로 일정량의 폐전선을 모아서 화약에 의한 폭파, 발파를 이용하는 방법
1항에 있어서, 폐전선에 충격, 하중을 가하는 방법으로 폐전선 자중에 의해 회전날개(7)에 낙하시켜 폐전선에 충격을 가한 후 모터(8)에 의해 구동되는 회전날개(7)를 이용하여 원심력으로 내벽(6)과 충돌시켜 그 충격으로 폐전선으로 부터 피복(2)을 분리해고 가이드(9)에 의해 모아진 처리된 폐전선을 피복의 박탈된 상태에 따라 반복수행하여 폐전선의 피복(2)을 구리(1)로부터 분리해내는 방법