KR20080076038A - 알루미늄 스크랩 선별 방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 알루미늄 스크랩 중에 함유된 철 또는 비철 성분 등의 이물질을 분리하는 방법과, 이를 구현하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명의 알루미늄 스크랩 선별 방법은, 알루미늄 스크랩을 1차 분쇄하는 단계(100)와; 1차 분쇄된 스크랩 중에서 자성체를 자기 선별하는 단계(200)와; 스크랩을 2차 분쇄하는 단계(300)와; 분쇄된 스크랩에 와류를 가하여 비철 성분과 알루미늄으로 분류하는 단계(400)로 이루어지며, 이를 위한 장치는, 알루미늄 스크랩을 분쇄하는 1·2차 분쇄기(21)(25)와; 스크랩을 이동 시키기 위한 1·2차 컨베이어(22)(24)와; 자기 선별기(23) 및 와류 선별기(26) 등으로 구성된다.

본 발명의 알루미늄 스크랩 선별 방법과 장치는, 알루미늄 회수율을 현저히 향상시킬 수 있으며, 그에 따라, 알루미늄 제조 비용 절감이 가능한 장점이 있다.

알루미늄, 알루미늄 스크랩, 자기 선별기, 와류 선별기

Description

알루미늄 스크랩 선별 방법과 그 장치{The method of separating aluminum from aluminum scrap, and the apparatus for of the same}

도 1은 본 발명 일실시예 방법의 공정 블록도.

도 2는 본 발명 일실시예 장치의 구성도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

21. 1차 분쇄기 22. 1차 콘베이어

23. 자기 선별기 24. 2차 콘베이어

25. 2차 분쇄기 26. 와류 선별기

S. 알루미늄 스크랩 S1. 1차 분쇄 스크랩

S2. 2차 분쇄 스크랩

본 발명은, 건축자재나 등으로 사용되었던 각종 알루미늄 스크랩 중에 함유 된 철 또는 비철 성분 등을 자기 선별기와 와류 선별기로 분리하는 방법과, 이를 구현하기 위한 장치에 관한 것이다.

알루미늄은 철강 다음으로 많이 사용되고 있는 금속으로서, 가벼우면서 내식성과 가공성이 좋으며 전기 및 열 전도도가 높을 뿐 아니라 Cu, Mg, Si, Zn, Mn, Ni 등의 원소와 다양한 종류의 고강도, 고내식성 합금을 만들어 항공기, 가정용품, 건축, 차량, 기계, 전기, 전자 등 가정과 산업 전분야에 걸쳐 사용되고 있다.

상기와 같은 알루미늄은 크게 주조용 알루미늄과 가공용 알루미늄으로 구분되며, 가공용 알루미늄은 다시 합금 원소에 따라 분류되는 바, 1000번대는 99.00wt% 이상의 알루미늄을 함유한 순수 알루미늄, 2000번대는 Al-Cu계 합금, 3000번대는 Al-Mn계 합금, 4000번대는 Al-Si계 합금, 5000번대는 Al-Mg계 합금, 6000번대는 Al-Mg-Si계 합금, 7000번대는 Al-Zn-Mg계 합금으로 분류, 표시하는 방법이 널리 사용되고 있다.

상기와 같은 알루미늄은 재활용이 비교적 용이한 금속이기는 하나, 사용 용도에 따라 그 성분계가 다르기 때문에 재활용에 문제가 있는 바, 각종 건축자재, 캔 등으로 사용되었던 각종 알루미늄 스크랩을 재활용하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

회수된 각종 알루미늄 스크랩은, 사용되었던 용도에 따라 그 자체가 다양한 성분 조성을 가지고 있으며, 그 표면에는 각종 표면처리층이나 인쇄층이 피복되어 있을 뿐 아니라, 함께 사용되었던 볼트, 너트 등의 철 성분이나 합성수지 등 각종 불순물이 섞여 있는 상태로서, 알루미늄 스크랩을 활용하기 위해서는 우선 스크랩 중에 혼합된 철 성분을 선별해야만 하는 바, 철 성분의 선별에는 자기 선별기(magnetic separator)가 사용되고 있다.

즉, 알루미늄 스크랩을 분쇄한 후 자기 선별기를 통과시키게 되면, 스크랩에 혼합되어 있던 철 성분이 자력에 의해 분리된다.

그러나, 상기와 같이 자기 선별기를 이용한 단순한 철 성분의 분리는, 그 효율성이 떨어질 뿐만 아니라, 철 성분이 분리된 스크랩에는 여전히 비철 성분, 예를 들어, 플라스틱 등과 같은 각종 합성수지류 등이 혼합되어 있으나, 그 이상 선별하기가 매우 어려운 실정이다.

그리고, 상기와 같은 알루미늄 스크랩은, 용해시 합성수지 등에 의해 매연을 포함한 배출가스 발생량이 과다할 뿐 아니라, 드로스가 다량 발생되면서 알루미늄 회수율을 떨어뜨리게 됨으로써, 생산성 저하와 함께 제조 비용이 상승된다.

또한, 알루미늄 스크랩의 성분 중 알루미늄을 제외한 다른 성분들이 모두 불순물의 역할을 하게 되기 때문에 많은 단계의 정제 과정이 필요로 되어 생산성이 더욱 저하하게 될 뿐만 아니라, 정제 기술이 부족할 경우에는 다량의 불량이 발생하게 되는 위험이 있다.

본 발명은 알루미늄 스크랩을 재활용하기 위하여 알루미늄 외의 각종 성분들을 분리하는 종래의 방법이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 알루미늄 스크랩에서 철 성분은 물론 비철 성분까지도 효율적으로 분리해 낼 수 있는 선별 방법과 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 분쇄기와 와류 선별기에 의해 달성된다.

본 발명의 알루미늄 스크랩 선별 방법은, 알루미늄 스크랩을 적절한 크기로 1차 분쇄하는 단계와; 1차 분쇄된 스크랩을 자기 선별기에 투입하는 단계와; 자기 선별기를 통과한 스크랩을 2차 분쇄하는 단계와; 2차 분쇄된 스크랩을 와류 선별기(eddy current separator)에 통과시키는 단계 등으로 이루어진다.

즉, 1차 분쇄된 스크랩에 혼합되어 있는, 철 성분 등과 같이 자성체 특성을 가진 불순물을 자기 선별기의 자력으로 분리 제거한 후 이를 더욱 작은 크기로 분쇄하여 2차 분쇄된 스크랩에 혼합되어 있는 비철 성분을 제거하게 된다.

이때, 상기와 같은 분쇄 및 선별 과정을 거치게 되는 알루미늄 스크랩은, 건축자재, 예를 들어, 창호 프레임 등과 같이 볼트, 너트 등의 철 성분, 각종 씰링재나 롤러 등의 합성수지가 함께 사용되는 스크랩이며, 캔 등과 같이 대부분 알루미늄으로 이루어진 스크랩은, 분쇄 및 그 이후의 선별 단계를 거치지 않고 용해 공정으로 직접 투입된다.

상기와 같이 이루어지는 알루미늄 스크랩 선별 방법을 구현하기 위한 장치는,

1차 분쇄기와; 1차 컨베이어와; 드럼형 자기 선별기와; 2차 컨베이어와; 2차 분쇄기와; 와류 선별기 등으로 구성되는 바, 각각을 살펴보면 다음과 같다.

1차 분쇄기는, 알루미늄 스크랩을 적절한 크기로 분쇄함으로써 그 내부에 들어 있는 철 성분이 알루미늄 스크랩과 쉽게 분리될 수 있는 상태로 만들어 주는 역할을 한다.

즉, 알루미늄 스크랩 내부에 결합되어 있던 볼트, 너트 등이 분쇄된 스크랩 외부로 나오도록 함으로써, 자기 선별기의 자력에 의해 철 성분만이 분리될 수 있도록 하게 되는데, 스크랩 내부에 철 성분이 결합된 경우에는 철 성분과 함께 스크랩까지도 선별이 되는 바, 스크랩의 종류에 따라 분쇄 크기를 조절해 주어야 한다.

1차 컨베이어는, 상기 1차 분쇄기에서 분쇄된 스크랩을 자기 선별기로 운반, 투입하는 역할을 하는 것으로, 자기 선별기의 회전 속도에 따라 그 속도를 조절해 주어야 한다.

자기 선별기는, 회전이 가능한 드럼형 자석으로서, 자석은 영구자석 또는 전자석 모두가 사용될 수 있는데, 자력의 세기가 고정된 영구자석보다는 스크랩의 종류에 따라 자력의 세기를 조절할 수 있도록 전자석을 채택하는 것이 바람직스러울 수도 있다.

즉, 스크랩과 철 성분 등의 크기와 양 등에 따라 자력의 세기를 적절히 조절해 줌으로써, 선별 비용을 최소화할 수 있게 된다.

2차 컨베이어는, 자기 선별기에 의해 철 성분이 분리된 1차 분쇄 스크랩을 2차 분쇄기로 투입하는 역할을 하는 컨베이어이다.

2차 분쇄기는, 볼트, 너트 등의 철 성분에 비하여 크기가 작은 비철 성분을 효율적으로 분리하기 위하여 1차 분쇄된 스크랩을 더욱 작은 크기로 분쇄하기 위한 것이다.

와류 선별기는, 일명 "맴돌이 전류"라고도 불리우는 와류를 이용하여 2차 분쇄된 스크랩에서 합성수지 등의 비철 성분을 분리하기 위한 것으로, 컨베이어에 와류 발생 장치가 결합된 것이다.

즉, 2차 분쇄된 스크랩은, 와류 선별기의 일측단부로 투입된 후 컨베이어 시스템에 의해 타측단부로 이동하게 되며, 이 과정에서 컨베이어 상면에 와류가 형성됨으로써 알루미늄과 비철 성분이 분류된다.

이때, 와류를 형성시키는 조건과 스크랩의 크기를 적절히 조절해 주어야만 선별 효율성을 극대화할 수 있다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 일실시예 방법의 공정 블록도를, 도 2에 본 발명 일실시예 장치의 구성도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 발명의 알루미늄 스크랩 선별 방법은,

알루미늄 스크랩을 적절한 크기로 1차 분쇄하는 단계(100)와;

1차 분쇄된 스크랩을 자기 선별기에 투입하여 자기력에 의해 철 성분을 분리하는 자기 선별 단계(200)와;

자기 선별기를 통과한 스크랩을 2차 분쇄하는 단계(300)와;

2차 분쇄된 스크랩을 와류 선별기에 통과시켜 와류에 의해 비철 성분과 알루 미늄을 분류하는 단계(400)의 순차적인 공정들로 이루어진다.

그리고, 상기와 같은 선별 방법을 실시하기 위한 장치는,

수집된 알루미늄 스크랩(S)을 적절한 크기로 분쇄하기 위한 1차 분쇄기(21)와;

상기 1차 분쇄기(21)에서 분쇄된 스크랩(S1)을 이동시키기 위한 1차 컨베이어(22)와;

상기 1차 컨베이어(22)에 의해 운반되어 온 스크랩(S1) 중의 철 성분을 자력으로 분리하는 드럼형 자기 선별기(23)와;

철 성분이 분리된 스크랩(S1)을 이동시키기 위한 2차 컨베이어(24)와;

상기 2차 컨베이어(24)에 의해 운반되어 온 스크랩(S1)을 더 작은 크기로 2차 분쇄하는 2차 분쇄기(25)와;

2차 분쇄된 스크랩(S2)을 컨베이어 식으로 이동시키면서 와류에 의해 스크랩과 비철 성분을 분류하는 와류 선별기(26) 등으로 구성된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 알루미늄 스크랩 선별 방법과 장치는, 다양한 종류의 알루미늄 스크랩에서 철 성분 및 비철 성분을 효율적으로 선별할 수 있기 때문에 알루미늄 스크랩의 재활용율은 물론, 알루미늄 스크랩으로부터의 알루미늄 회수율을 현저히 향상시킬 수 있으며, 스크랩의 용해 생산성 제고에 의한 제조 비용 절감이 가능한 장점이 있다.

Claims (2)

1. 알루미늄 스크랩에서 알루미늄을 선별하는 방법에 있어서,

   알루미늄 스크랩을 1차 분쇄하는 단계(100)와;

   1차 분쇄된 스크랩을 자기 선별하는 단계(200)와;

   자기 선별기를 통과한 스크랩을 2차 분쇄하는 단계(300)와;

   2차 분쇄된 스크랩을 와류 선별기에 통과시켜 비철 성분과 알루미늄으로 분류하는 단계(400)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 선별 방법.
2. 자기 선별기를 포함하여 구성된 알루미늄 스크랩 선별 장치에 있어서,

   알루미늄 스크랩(S)을 분쇄하는 1차 분쇄기(21)와;

   상기 1차 분쇄기(21)에서 분쇄된 스크랩(S1)을 이동시키기 위한 1차 컨베이어(22)와;

   상기 1차 컨베이어(22)에 의해 운반되어 온 스크랩(S1) 중에 포함된 자성체 성분을 분리하는 자기 선별기(23)와;

   철 성분이 분리된 스크랩(S1)을 이동시키기 위한 2차 컨베이어(24)와;

   상기 2차 컨베이어(24)에 의해 운반되어 온 스크랩(S1)을 2차 분쇄하는 2차 분쇄기(25)와;

   2차 분쇄된 스크랩(S2)을 와류에 의해 스크랩과 비철 성분을 분류하는 와류 선별기(26)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 스크랩 선별 장치.

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