KR20110029368A - 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법 및 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법 및 재생장치에 관한 것이다. 본 발명은 용해조에 합성수지/금속 복합 폐기물과 용매를 투입하여 가열하는 용해공정; 상기 용해공정을 통해 합성수지를 용해한 후, 상기 용해조에 기체를 주입하는 기체 주입공정; 및 상기 용해조로부터 합성수지가 용해 제거된 금속을 회수하는 금속 회수공정을 포함하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 합성수지/금속 복합 폐기물과 용매가 투입되는 용해조; 상기 용해조에서 생성된 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출라인; 상기 용해조에 기체를 주입하기 위한 기체 주입라인; 및 상기 용해조에서 발생된 유증기를 배출하기 위한 유증기 배출라인을 포함하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 폐전선 등과 같은 합성수지/금속 복합 폐기물로부터 구리 등의 금속 자원을 친환경적이고 효율적으로 분리 회수하여 폐기물의 재생화를 촉진할 수 있다.

폐기물, 폐전선, 재생, 젤리, 동선, 용매, 용해

Description

합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법 및 재생장치 {METHOD AND APPARATUS FOR RECYCLING WASTE CONTAINING SYNTHETIC RESIN AND METAL}

본 발명은 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법 및 재생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐전선 등과 같이 합성수지와 금속이 복합된 폐기물로부터 구리 등의 금속 자원을 친환경적이고 효율적으로 분리 회수하여 폐기물의 재생화를 촉진할 수 있는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법 및 재생장치에 관한 것이다.

가정이나 산업현장 등에서는 다양한 폐기물이 발생되고 있다. 특히, 폐기물 중에서 합성수지/금속 복합 폐기물, 예를 들어 금속에 합성수지가 코팅된 복합 폐기물의 경우에는 적절한 분리공정을 통해 합성수지가 제거되어야 재활용이 가능하다. 예를 들어, 금속에 합성수지가 피복된 폐전선 등을 들 수 있다.

전력공급이나 통신 등을 위한 전선(및 케이블)은 도체로서 금속선과, 절연 및 보호 등을 위한 피복재를 갖는다. 금속선으로는 주로 동(구리), 알루미늄 또는 이들의 합금 등이 사용되며, 피복재로는 주로 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC) 등이 사용된다. 전선은 사용목적에 따라 선의 굵기나 가닥수, 그리고 피복 구조가 다양하다. 예를 들어, 통신용으로 사용되는 케이블, 보다 구체적으로 지하에 매설되는 지중선(地中線)으로서의 통신선의 경우에는 피복재 내에 젤리(jelly)를 충전시킨 젤리선이 많이 사용된다.

첨부된 도 1은 젤리선의 일례를 도시한 단면 구성도이다. 도 1을 참조하면, 일반적으로 젤리선은 피복재(1), 상기 피복재(1) 내에 충전된 젤리(2), 및 상기 젤리(2) 내에 실장된 다수의 세선(細線)(3)을 포함한다. 이때, 상기 피복재(1)는, 예를 들어 젤리(2) 상에 피복된 래핑층(1a, Wrapping layer), 상기 래핑층(1a) 상에 형성된 실드층(1b, Shield layer), 및 상기 실드층(1b) 상에 형성된 시스층(1c, Sheath layer)을 포함하는 다층구조를 갖는다. 그리고 상기 래핑층(1a)은 주로 비닐계(예, PVC 등)로서 비흡습성의 절연 테이프로 구성되고, 상기 실드층(1b)은 주로 철(Fe)이나 알루미늄(Al) 등으로부터 선택된 금속 박막에 수지가 코팅된 필름으로 구성되며, 상기 시스층(1c)은 주로 PE, PP 또는 PVC 등으로 구성된다. 그리고 상기 세선(3)은 일반적으로 동선(3a)에 절연성의 수지(3b)가 코팅된 구조를 가지며, 상기 수지(3b)는 주로 고밀도 PE 등이 사용된다. 또한, 상기 젤리(2)는 주로 폴리부텐, 왁스(wax) 등의 합성수지로서 점성 물질이 사용된다. 도 1에 도시된 바와 같이 젤리(2)는 세선(3)의 주위에 분포되어, 세선(3)을 보호하고 방수성을 갖게 함은 물론 쥐, 개미 등에 의한 세선(3)의 손상을 방지할 수 있다.

상기 젤리선 등을 포함하는 전선은 사용 목적을 다하거나 신규 전선(광케이 블)으로의 교체로 인하여 수거, 폐기되고 있다. 폐전선은 구리 등의 유용한 자원을 가짐으로 인하여 이에 대한 다양한 재생 기술이 시도되고 있다. 폐전선의 재생 기술에 있어서, 무엇보다 구리 등의 금속, 즉 동선(3a)을 효율적으로 분리, 회수하는 것이 중요하다.

일반적으로, 폐전선을 재생함에 있어서는 탈피 기계를 사용하여 피복재를 탈피하여 구리를 회수하거나, 피복재의 소각을 통해 구리를 회수한다. 또한, 탈피 기계의 사용이 불가능한 통신선 등의 세선은 차핑(chopping)하여 구리를 분리, 회수한다. 그러나 소각은 동선(3a)의 표면 산화로 인해 품질이 저하되고, 피복재 등의 수지가 타버림으로 인하여 자원이 소실되며, 소각 시 인체에 치명적인 유해가스의 발생으로 소각 행위 자체가 불법이다. 이에 따라, 차핑이 선호되고 있으며, 회수 방법의 주류를 이루고 있다. 차핑 공정은 일반적으로 절단공정, 분쇄공정, 분리공정 및 선별공정(자력선별, 비중선별)을 포함한다. 예를 들어 대한민국 공개특허 제10-2000-0000311호, 대한민국 공개특허 제10-2002-0070408호, 일본공개특허 JP2001-184959호 및 일본공개특허 JP2001-283661호에는 차핑 공정과 관련한 기술이 제시되어 있다.

그러나 차핑에 의한 방법은 젤리(2)를 포함하는 폐전선, 즉, 젤리선의 경우에는 적용이 어렵다. 도 1을 참조하면, 젤리선의 경우, 절개(탈피 공정)를 통해 피복재(1)는 제거될 수 있다. 그러나 젤리선은 차핑 과정에서 점성을 가지는 젤리(2)의 부착력으로 인하여 분쇄(파쇄)가 어렵다. 이에 따라, 젤리선의 경우에는 차핑에 의한 방법으로는 동선(3a)의 분리, 회수가 불가능하다.

젤리선의 경우에는 젤리(2)를 태워 제거하는 소각에 의한 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 상기한 바와 같이 소각은 동선(3a)의 표면 산화로 인해 품질이 저하되고, 피복재(1) 및 수지(3b) 등의 자원이 소실된다. 또한, 소각 시에는 인체에 치명적인 유해가스가 발생함으로 인하여 소각 행위 자체가 불법이다.

전술한 바와 같이, 합성수지/금속 복합 폐기물, 특히 젤리를 포함하는 폐전선(젤리선)의 경우에는 차핑이나 소각에 의한 방법으로는 동선의 분리가 어렵고 품질이 저하된다.

한편, 합성수지/금속 복합 폐기물, 예를 들어 도 1에 보인 바와 같은 젤리(2)를 포함하는 폐전선을 재생함에 있어서는, 용해조에 폐전선과 용매를 투입한 후, 가열함으로써 합성수지를 용해 제거하는 방법이 고려될 수 있다. 용해조를 통해 가열하는 경우, 합성수지가 용융되어 금속을 분리, 회수할 수 있다. 그러나 이 경우에는 합성수지, 즉 젤리(2)의 제거율과 생산성 등이 고려되어야 한다. 가열 후, 용해조 내에는 합성수지 용융물(슬러지)이 잔존한다. 이때, 합성수지 용융물(슬러지)을 빨리 제거되지 않을 경우, 용해조 내에서 다시 뭉쳐질 수 있다. 또한, 용해조 내의 금속은 고온의 열을 유지하고 있으므로, 빠른 시간 내에 냉각되어야만 생산성(회수율)이 증대될 수 있다.

따라서 합성수지/금속 복합 폐기물을 용해조에 투입하여 용매의 함침, 가열을 통해 합성수지를 용해 제거함에 있어서, 용융된 합성수지(슬러지)는 빠른 시간 내에 제거되어야 하며, 금속은 가능한 한 빨리 냉각되어야만 꺼낼 수 있어 생산성이 증대된다. 한편, 용해 과정에서는 유증기가 발생되는데, 이러한 유증기에 대한 안전성 등이 고려되어야 하고, 또한 용해조 내에서 유증기를 빨리 배출시켜야만 작업성이 좋다.

이에, 본 발명은 합성수지/금속 복합 폐기물, 예를 들어 젤리(2)를 포함하는 폐전선(젤리선)을 재생함에 있어서, 용융된 합성수지(슬러지)가 용해조 내에서 빨리 제거되도록 함으로써, 뭉쳐짐을 방지하여 생산성 등을 증가시킬 수 있는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법 및 재생장치를 제공하는 데에 목적이 있다.

이에 더하여, 본 발명은 용해조 내의 금속을 빠른 시간 내에 냉각되도록 하여 생산성이 증대고, 또한 용매의 선정 및 공정 등의 개선을 통해 유증기에 대한 안전성 및 배출 효율 등을 고려한 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법 및 재생장치를 제공하는 데에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

용해조에 합성수지/금속 복합 폐기물과 용매를 투입하여 가열하는 용해공정;

상기 용해공정을 통해 합성수지를 용해한 후, 상기 용해조에 기체를 주입하는 기체 주입공정; 및

상기 용해조로부터 합성수지가 용해 제거된 금속을 회수하는 금속 회수공정을 포함하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법을 제공한다.

바람직한 구현에 따라서, 본 발명에 따른 재생방법은, 상기 용해조에 냉매를 투입하여 합성수지가 용해 제거된 금속을 냉각 및 세척하는 냉각 세척공정; 및 상기 냉각 세척공정을 진행한 후에 실시되며, 상기 용해조에 기체를 주입하는 기체 주입공정을 더 포함하는 것이 좋다.

아울러, 본 발명에 따른 재생방법은 상기 용해조에서 배출된 유증기를 회수하는 유증기 회수공정이나 상기 용해조에서 생성된 슬러지로부터 용매를 분리, 회수하는 용매회수공정을 더 포함할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명은,

합성수지/금속 복합 폐기물과 용매가 투입되는 용해조;

상기 용해조에서 생성된 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출라인;

상기 용해조에 기체를 주입하기 위한 기체 주입라인; 및

상기 용해조에서 발생된 유증기를 배출하기 위한 유증기 배출라인을 포함하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생장치를 제공한다.

본 발명에 따른 재생장치는, 상기 용해조에 냉매를 투입하기 위한 냉매 투입라인을 더 포함하면 좋다. 아울러, 재생장치는 상기 유증기 배출라인과 연통된 유증기 회수유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 재생장치는 냉각기, 슬러지 저장조, 여과기 및 증류기 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 냉각기는 슬러지 배출라인의 후단에 설치되어 인입될 슬러지를 냉각한다. 아울러, 상기 여과기 및 증류기는 슬러지에 포함된 용매를 회수하기 위한 것으로서, 상기 냉각기의 후단에 설치되면 좋다.

본 발명에 따르면, 합성수지/금속 복합 폐기물, 예를 들어 폐전선 등과 같은 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생화를 촉진할 수 있다. 보다 구체적으로, 젤리를 포함하는 폐전선(젤리선)을 재생함에 있어서, 용융된 합성수지(슬러지)가 용해조 내에서 빨리 제거되어 뭉쳐짐이 방지되며, 이에 따라 합성수지의 제거율 및 금속의 생산성(회수율) 등을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 용매의 선정 및 공정 등의 개선에 의해 유증기에 대한 안전성이 확보되고, 유증기 및 용매의 회수가 가능하다.

이에 따라, 본 발명에 따르면, 폐전선 등의 합성수지/금속 복합 폐기물로부터 구리 등의 금속을 효율적으로 분리 회수할 수 있고, 안전성 등이 고려되어 폐기물의 재생화를 촉진할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시 형태를 설명한다.

본 발명에서 재생 대상(처리 대상)이 되는 합성수지/금속 복합 폐기물은 합성수지와 금속을 포함하는 것이면, 여기에 포함하며, 예를 들어 금속에 합성수지가 코팅된 코팅체나, 금속과 합성수지가 혼합된 혼합체 등을 들 수 있다. 구체적인 예를 들어, 합성수지/금속 복합 폐기물은 폐전선(케이블을 포함한다)을 들 수 있으며, 상기 폐전선은 예를 들어 전력 공급선이나 통신선(젤리선 등)이어도 좋다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 재생 대상이 되는 합성수지/금속 복합 폐기물로서 폐전선을 예로 들어 설명한다.

도 2는 폐전선의 일례를 보인 단면 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 폐전선(10)은 젤리(2)와 세선(3)을 포함할 수 있다. 폐전선(10)은, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같은 젤리선을 탈피 장치로 피복재(1)를 절개, 탈피한 후에 사용할 수도 있다. 또한, 상기 세선(3)은 적어도 금속선(3a)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 세선(3)은 금속선(3a)과, 상기 금속선(3a)에 코팅된 수지(3b)를 포함하여도 좋다. 이때, 상기 금속선(3a)은 동선, 알루미늄, 또는 이들의 합금이 될 수 있으며, 상기 수지(3b)는 PE나 PP 등의 합성수지가 될 수 있다. 이하, 세선(3)의 금속선(3a)으로서 동선(구리선)이 사용된 폐전선(10)을 예로 들어 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 재생장치의 예시적 실시 형태를 보인 구성도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 재생장치는 용해조(200); 슬러지배출라인(60); 기체 주입라인(70); 및 유증기 배출라인(80)을 포함한다. 상기 용해조(200)에는 폐전선(10)과 용매가 투입된다.

또한, 본 발명에 따른 재생방법은 용해조(200)에 폐전선(10)과 용매를 투입하여 가열하는 용해공정; 상기 용해조(200)에 기체를 주입하는 기체 주입공정; 및 용해조(200) 내의 세선(3)을 회수하는 세선회수공정을 포함한다.

상기 용해조(200)에 투입되는 폐전선(10)은 가능한 한 용매와 접촉 면적이 크면 효율적이다. 예를 들어, 젤리선의 경우, 세선(3) 가닥들은 젤리(2)의 점착성에 의해 서로 뭉쳐져 있다. 따라서 젤리(2)와 용매의 접촉 면적이 크면, 젤리(2)는 빠른 시간 내에 용해될 수 있다. 또한, 세선(3)에 수지(3b)가 코팅된 경우에도 용매와 접촉 면적이 크면 수지(3b)는 빠른 시간 내에 용해될 수 있다. 이를 위해, 상기 폐전선(10)은 표면적을 증가시키기 위한 전처리공정을 거친 후 용해조(200)에 투입되면 좋다. 예를 들어, 폐전선(10)은 산개(散開)되어 표면적이 증가되면 좋다. 여기서, '산개(散開)'란 상기 뭉쳐진 세선(3) 가닥들이 넓게 펼치지는 것을 의미한다. 폐전선(10)은 압착을 통해 산개될 수 있으며, 상기 압착은 예를 들어 폐전선(10)을 두 개의 압착롤러의 사이에 통과시킴으로써 구현될 수 있다.

상기 용해공정은 용매와 폐전선(10)을 용해조(200)에 투입한 다음, 가열하여 진행되는데, 이때, 전술한 바와 같이, 폐전선(10)이 산개된 경우 표면적이 증가되어 용매와 효율적으로 접촉될 수 있다.

도 4는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 용해조(200)의 단면구성도이다.

도 4를 참조하면, 상기 용해조(200)는 용기본체(210)와, 상기 용기본체(210)에 개폐가능도록 밀폐 결합된 덮개(220)와, 상기 용기본체(210)에 열을 공급하는 열공급수단(230)을 포함할 수 있다. 상기 열공급수단(230)은 용기본체(210)의 벽체 및/또는 바닥에 설치될 수 있다. 열공급수단(230)은 예를 들어 열선, 히터 및 코일 등으로부터 선택될 수 있으며, 도 4에서는 용기본체(210)의 바닥에 설치된 열선(232)을 예시하였다.

상기 용해조(200)에 투입된 폐전선(10)은 용매의 가열에 의해 용해된다. 상기 용해조(200)에서는 폐전선(10)의 적어도 젤리(2)가 용해되도록 가열한다. 구체적으로, 본 발명에서 용해공정은 폐전선(10)으로서 젤리(2)와 세선(3)을 포함하는 것을 사용하는 경우, 적어도 젤리(2)를 용해시킬 수 있도록 가열하면 여기에 포함한다. 바람직하게는, 상기 용해조(200)에서는 젤리(2)는 물론 동선(3a)에 코팅된 수지(3b)도 용해되도록 가열하면 좋다.

바람직한 구현예에 따라서, 상기 용해공정, 즉 상기 용해조(200)에서는 다단 승온하여 폐전선(10)을 가열하는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 용해공정은 젤리(2)를 용해시키기 위한 제1차 가열공정(젤리용해공정); 및 동선(3a)에 코팅된 수지(3b)를 용해시키기 위한 제2차 가열공정(수지용해공정)을 포함하는 다단 승온공정으로 진행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1차 가열공정은 용매의 온도를 예를 들어 70 ~ 100℃로 유지하여 진행하는 것이 좋다. 이러한 온도 범위에서 폴리부텐, 왁스 등의 합성수지로 구성된 젤리(2)는 용해될 수 있다. 보다 구체적으로는 제1차 가열공정은 용매의 온도를 70 ~ 80℃로 유지하면 좋다. 상기 제2차 가열공정에서의 용매 온도는 동선(3a)에 코팅된 수지(3b)의 종류에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2차 가열공정에서는 용매의 온도를 120℃ 이상으로 유지하여 진행할 수 있다. 특별히 한정하는 것은 아니지만, 제2차 가열공정은 동선(3a)에 코팅된 수지(3b)가 예를 들어 PE인 경우 120 ~ 250℃로 유지하면 좋다.

상기 용해공정을 진행함에 있어서, 젤리(2)와 수지(3b)가 용해되도록 다단 승온하지 않고, 수지(3b)가 용해될 수 있는 온도까지 높은 온도로 승온하는 경우, 급속히 승온된 높은 열에 의해 젤리(2)에 피막이 형성되어 수지(3b)는 물론 젤리(2)가 잘 용해되지 않고 뭉쳐지는 현상이 발생될 수 있다. 따라서 젤리(2)와 수지(3b)를 포함하는 폐전선(10)을 처리하는 경우, 상기 용해공정은 제1차 가열공정(젤리용해공정)과 제2차 가열공정(수지용해공정)을 순차적으로 진행하는 다단 승온공정으로 진행하는 것이 좋다. 이에 따라, 젤리(2)는 물론 수지(3b)를 효율적으로 단시간에 용해시킬 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 제1차 가열공정에서는 용매의 온도를 70 ~ 100℃로 하여 5분 내지 30분 동안 유지하면 젤리(2)가 용해 제거되며, 제2차 가열공정에서는 수지(3b)가 PE인 경우 용매의 온도를 120 ~ 250℃로 하여 10분 내지 80분 정도 유지하면 PE가 동선(3a)으로부터 제거된다.

또한, 상기 용해조(200)에 투입되는 용매는 예열(pre-heating)된 후에 투입되어 좋다. 구체적으로, 상기 용매는 용해조(200)로 투입되기 전에 예열조(92)에서 예열된 다음, 용해조(200)로 투입될 수 있다. 이때, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 용매는 예열조(92)에서 70 ~ 150℃의 온도로 예열될 수 있다. 상기 예열조(92)는 장치 내에 1개 또는 다수 개 설치될 수 있다. 아울러, 상기 용매는 저장조(91)에서 공급될 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 용매는 저장조(91)로부터 예열조(92)로 유입되어 예열된 후에 용해조(200)로 투입되면 좋다.

본 발명에서, 상기 용매는 합성수지를 용해시킬 수 있는 것이면 사용 가능하나, 바람직하게는 오일을 사용하는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 용매로는 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 크실렌(Xylene), 신나(Thinner) 등의 BTX를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 유증기의 발생량 및 용매의 휘발성 등을 고려하여 상기 용매로는 오일을 사용하는 것이 좋다. 즉, 용매로서 오일을 사용한 경우, BTX 등의 탄화수소계 유기용제를 사용하는 경우보다 유증기 발생량이 적고, 휘발성이 낮아 안전성 및 작업성이 좋으며, 고온으로의 가열이 가능하여 젤리(2)는 물론 수지(3b)의 용해를 효과적으로 도모할 수 있다.

상기 오일은 광물성유(등유, 경유 등), 식물성유 및 동물성유 등으로부터 선 택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 본 발명에서 오일은 폐유를 포함한다. 상기 오일은 보다 구체적으로 등유, 경유, 자동차유, 선박유, 절연유, 기어유, 터빈유 등의 (폐)광물성유; 콩기름, 포도씨유, 옥수수기름, 야자유, 해바라기유 등의 (폐)식물성유; 그리고 소, 돼지, 닭, 물고기 등의 (폐)동물성유 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 오일은, 상기 나열된 것들 중에서 바람직하게는 (폐)등유, (폐)경유 및 (폐)식용유 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 또는 2 이상의 혼합을 사용할 수 있다.

상기 용해공정을 통하여 적어도 젤리(2), 바람직하게는 젤리(2)와 수지(3b)가 동선(3a)으로부터 용해 분리된다. 이때, 용해조(200) 내에서는 가열에 의해 슬러지와 유증기가 발생된다. 상기 슬러지는 합성수지 용융물로서 젤리(2)의 용융물과 용매(예, 등유 등의 오일)를 포함한다. 수지(3b)도 용해되는 경우, 슬러지는 수지(3b)의 용융물도 포함한다. 또한, 상기 슬러지에는 기타 불순물도 포함될 수 있다. 상기 슬러지는 밸브(V60)의 개방에 의해 슬러지 배출라인(60)을 통하여 배출되며, 상기 유증기는 유증기 배출라인(80)을 통하여 배출된다. 이때, 유증기 배출라인(80) 상에는 체크밸브(CV)가 설치된 것이 좋다. 따라서 용해 과정에서 발생된 유증기는 배출라인(80)을 통하여 계속적으로 외부로 배출된다. 이에 따라, 유증기의 압력 상승에 의해 발생될 수 있는 장치의 손상과 폭발 위험이 방지되어 안전성이 확보된다. 또한, 용해 후 생성된 슬러지는 밸브(V60)의 개방에 의해 슬러지 배출라인(60)을 통하여 외부로 배출된다.

이때, 상기 용해조(200) 내에는 아직 배출된 않은 슬러지(합성수지의 용융 물)가 잔존하여 뭉쳐질 수 있다. 상기 기체 주입라인(70)은 슬러지의 배출, 제거를 효율적으로 도모한다. 구체적으로, 기체 주입라인(70)에 설치된 밸브(V70)를 개방하면, 기체가 고압으로 용해조(200) 내로 주입되어, 용해조(200) 내에 잔존하는 슬러지를 배출라인(60)을 통해 효과적으로 배출, 제거되도록 한다. 특히, 기체 주입에 의해 세선(3)에 묻어 있는 잔류 슬러지가 효율적으로 이탈, 제거되어 세선(3)의 세척 작용을 겸하게 된다. 또한, 상기 기체 주입에 의해 세선(3)은 냉각될 수 있으며, 용해조(200) 내의 유증기 배출효율을 증가시킬 수 있다. 상기 기체는 비산화성으로서 세선(3), 즉 동선(3a)의 표면 특성을 저하시키지 않는 것이면 사용 가능하며, 예를 들어 상기 기체는 고압의 공기로부터 선택될 수 있다.

상기 기체 주입라인(70)은 용해조(200)의 상단에 설치되어, 기체는 용해조(200) 내로 하향 주입될 수 있다. 예를 들어, 상기 기체 주입라인(70)은 용해조(200)의 덮개(220)를 관통하여 설치될 수 있다. 또한, 상기 기체 주입라인(70)은 용기본체(210)의 벽체를 관통하여 설치될 수 있으며, 도 4에 예시한 바와 같이 용해조(200)의 하단에도 연결될 수 있다. 이때, 용해조(200)의 하단에 연결된 기체 주입라인(70)은 기체를 상향 주입하므로 덮개(220)에 설치된 유증기 배출라인(80)을 통해 효과적인 유증기 배출을 도모할 수 있다. 아울러, 기체는 압축용기(75)로부터 공급될 수 있다. 이러한 기체 주입은 1회 또는 2회 이상 실시될 수 있다.

따라서 본 발명에 따르면, 기체 주입공정에 의해 용해조(200) 내에 잔존하는 슬러지가 빠른 시간 내에 배출, 제거되면서 세선(3)의 세척 및 냉각, 그리고 효과 적인 유증기의 배출이 도모된다.

상기 세선 회수공정은 용해조(200)에 남아 있는 세선(3), 즉 동선(3a)을 꺼내는 공정을 적어도 포함한다. 구체적으로, 세선 회수공정은 상기 용해공정을 통해 젤리(2), 바람직하게는 젤리(2)와 수지(3b)를 용해시켜 배출라인(60)을 통해 배출시킨 다음, 용해조(200)에 남아 있는 동선(3a)을 꺼내는 방법으로 진행한다. 이때, 세선(3)은 냉각시킨 후에 꺼내는 것이 좋다.

세선(3)의 냉각은 자연 냉각이 고려될 수 있다. 그러나 자연 냉각은 시간이 많이 소요되므로, 상기 냉각은 본 발명의 바람직한 구현예에 따라서 상기 용해조(200) 내에 냉매를 투입함으로써 진행하는 것이 좋다. 즉, 기체를 주입하여 슬러지를 배출시킨 다음에는 용해조(200) 내에 냉매를 투입하여 세선(3)을 냉각시키는 것이 좋다. 이를 위해, 장치는 냉매 투입라인(95)을 더 포함하는 것이 좋다. 이때, 상기 냉매 투입라인(95)은 용해조(200)의 상단, 즉 덮개(220)를 관통하여 연결되거나, 용해조(200)의 하단에 연결될 수 있으며, 바람직하게는 도 4에 예시한 바와 같이 용해조(200)의 상단에 연결된다.

상기 냉매는 세선(3)을 냉각시킬 수 있는 것이면 사용 가능하며, 예를 들어 냉매는 BTX계 등이 가능하나, 바람직하게는 오일로부터 선택되는 것이 좋으며, 보다 구체적으로는 등유, 경유, 식물성유 및 동물성유 등으로부터 선택되는 것이 좋다. 또한, 상기 냉매는 용해공정에서 사용한 용매와 동일한 물질을 사용하는 것이 좋다. 여기서, 동일한 물질이란 물질의 종류가 동일한 것을 의미한다. 구체적인 예를 들어, 용해공정의 용매로서 등유를 사용하는 경우, 냉매도 등유(즉, 차가운 등유)를 사용하는 것을 의미한다. 다른 예를 들어, 용매로서 식용유를 사용하는 경우, 냉매도 식용유(즉, 차가운 식용유)를 사용하는 것을 의미한다.

아울러, 상기 냉매는 저장조(93)로부터 인입되어 냉매 투입라인(95)을 통해 공급될 수 있으며, 보다 구체적으로는 도 3에 보인 바와 같이 용매와 동일한 것이 사용되어, 용매 저장조(91)로부터 인입되어 냉매 저장조(93)로 수용된 다음, 냉매 투입라인(95)을 통해 용해조(200)로 투입될 수 있다. 이때, 도 3에 도시한 바와 같이 냉매 투입라인(95)은 용매 이송라인(94)과 합지되어도 좋다. 이러한 냉매의 투입에 의해 세선(3)의 냉각이 이루어짐은 물론, 세선(3)이 세척된다.

따라서 본 발명에 따른 재생방법은 세선회수공정 이전에, 보다 구체적으로는 잔존 슬러지 배출을 위한 기체 주입공정과 세선(3) 회수를 위한 세선회수공정의 사이에 진행되는 것으로서, 용해조(200) 내에 냉매를 투입하는 냉각 세척공정을 더 포함하는 것이 좋다. 상기 냉각 세척공정은 적어도 1회 이상 실시되며, 예를 들어 특별히 한정하는 것은 아니지만 2회 내지 10회 반복 실시될 수 있다. 또한, 사용된 냉매는 용해조(200)의 하단에 설치된 슬러지 배출라인(60)을 통해 배출될 수 있다.

상기와 같이 냉매를 투입하여 냉각시킨 후, 냉매가 용해조(200) 내에서 효율적으로 배출될 수 있도록 기체를 재차 주입해도 좋다. 구체적으로, 본 발명의 다른 구현예에 따라서, 냉각 세척공정을 진행한 후에 실시되는 것으로서, 상기 용해조(200)에 기체를 주입하는 기체 주입공정을 더 포함하는 것이 좋다. 이러한 기체 주입에 의해 용해조(200) 내에 잔존하는 냉매가 효율적으로 배출되며, 이와 함께 잔존 유증기가 배출된다. 또한, 기체 주입에 의해 세선(3)은 건조가 진행될 수 있다. 이때, 냉각 세척공정과 기체 주입공정을 1사이클로 하여, 적어도 1회 이상 실시할 수 있다. 바람직하게는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 2회 내지 10회 반복 실시할 수 있다.

보다 구체적인 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 재생방법은, 용해공정 --> 제1 기체 주입공정(용해공정에서 발생된 슬러지 배출 및 유증기 배출) --> 냉매를 투입하는 냉각 세척공정 --> 제2 기체 주입공정(냉매 배출 및 잔존 유증기 배출) --> 세선회수공정을 포함하되, 상기 냉각 세척공정과 제2 기체 주입공정을 1사이클로 하는 공정을 적어도 1회 이상, 바람직하게는 수회 반복 실시할 수 있다.

한편, 상기 세선 회수공정을 통해 회수된 세선(3), 즉 동선(3a)은 세정 및 건조 처리한 다음, 각종 산업분야의 자원으로 재사용될 수 있다. 이때, 동선(3a)에는 용해공정이나 냉각/세척공정에서 사용된 용매나 냉매가 묻어 있을 수 있는데, 이는 예를 들어 세정 및 건조 등을 통해 제거될 수 있다. 상기 용매나 냉매로서, 예를 들어 등유나 경유를 사용한 경우에는 유기용제(알콜류, 케톤류 등)를 이용하여 세정, 제거한 다음 건조 처리될 수 있다. 또한, 용매나 냉매로서, 예를 들어 식용유를 사용하는 경우 헥산 처리하여 세정, 제거한 다음 건조 처리될 수 있다.

또한, 상기 용해공정을 진행함에 있어서는, 전술한 바와 같이 동선(3a)에 코팅된 수지(3b)도 용해되도록 하는 것이 좋은데, 이때 용해공정에서 가열 온도를 낮게 하여 수지(3b)의 용해가 되지 않도록 하는 경우, 회수된 세선(3)은 차핑 공정을 통해 동선(3a)을 분리 회수할 수 있다. 즉, 용해공정에서 젤리(2)만 용해 제거되 고, 동선(3a)에 수지(3b)가 코팅된 상태로 세선(3)을 회수한 경우, 상기 세선(3)은 차핑 공정을 통해 코팅된 수지(3b)를 분리 제거함으로써 동선(3a)을 회수할 수 있다. 이때, 상기 차핑 공정은 통상과 같은 폐전선 처리에서 사용되는 방법으로 진행될 수 있다. 상기 차핑 공정은 분쇄(파쇄) 공정 및 선별 공정을 포함할 수 있으며, 상기 선별 공정은 스크린 망(screen mesh)을 이용한 중력 여과 방식, 사이클론 방식 및 자력 선별 방식 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 유증기 배출라인(80)을 통해 배출된 유증기는 회수되어, 응집 처리된 것이 좋다. 이때, 장치는 유증기 배출라인(80)과 연통된 것으로서, 유증기를 회수하기 위한 유증기 회수유닛(180)을 더 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 유증기 회수유닛(180)은 1개 또는 다수의 유증기 응집조(182)를 포함할 수 있다. 도 3에서는 4개의 응집조(182)가 직렬 설치된 모습을 예시하였다.

도 5는 유증기 응집조(182)의 예시적인 구현예를 보인 단면 구성도이다. 상기 유증기 응집조(182)는 도 5에 예시한 바와 같이, 응집조 본체(182a)와, 상기 본체(182a)에 수용된 저온의 액체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 본체(182a)에 수용된 액체는 용해조(200)에서 사용된 용매(예, 등유)와 동일한 것이 좋다. 이에 따라, 응집조(182) 내부로 인입된 유증기는 본체(182a)에 수용된 액체(예, 등유)에 의해 응집, 포집되어 회수된다. 또한, 미회수된 유증기는 제2, 제3 및 제4의 응집조(182)로 연속 공급되어 회수될 수 있다. 아울러, 응집조(182)를 통과한 유증기는 수조(191) 및/또는 탈취기(192)를 통과할 수 있다. 상기 수조(191)는 수조 본체에 물이 수용된 구조를 갖는다. 이러한 유증기 회수공정을 통하여 회수된 유증 기는 액화되어 용해공정의 용매나 냉각/세척공정의 냉매로 재사용될 수 있다.

한편, 상기 예열조(92)에서도 유증기가 발생될 수 있는데, 이 또한 유증기 회수유닛(180)으로 공급되어 회수될 수 있다. 이때, 예열조(92)에서 발생된 유증기는 흐름라인(L1, 도 3 참조)을 통하여 유증기 회수유닛(180)으로 공급되어 회수될 수 있다.

본 발명에 따른 재생방법은 이상에서 설명한 공정들을 포함하되, 바람직하게는 용매회수공정을 더 포함하는 것이 좋다.

상기 용매회수공정은 용해공정을 통해 생성된 슬러지로부터 용매를 분리, 회수하는 것으로서, 이러한 용매회수공정은 정치(定置), 여과 및/또는 증류를 통해 진행될 수 있다. 구체적으로, 상기 용매회수공정은 아래의 (a) 내지 (c) 공정 중에서 선택된 하나 이상의 공정을 포함할 수 있다.

(a) 상기 슬러지를 정치시켜 용매를 정치 분리하는 정치공정

(b) 상기 슬러지를 여과기에 투입하여 용매를 여과 분리하는 여과공정

(c) 상기 슬러지를 증류기에 투입하여 용매를 증류 분리하는 증류공정

용매회수공정은, 바람직하게는 상기 공정 중에서 적어도 증류공정을 포함하는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 여과공정 및 증류공정을 포함하되, 이들이 순차적으로 진행되면 좋다.

상기 정치공정은 슬러지를 정치조에 일정 시간 방치한 다음, 상등액(용매)을 취하는 것으로서, 이러한 정치공정에 의해 슬러지로부터 용매의 일부를 회수할 수 있다.

또한, 상기 여과공정은 고/액 분리능을 가지는 여과기(400)를 사용할 수 있으며, 이러한 여과공정에 의해 슬러지로부터 용매를 포함하는 액상을 수득할 수 있다. 이때, 수득된 액상을 증류하여 용매를 분리 회수할 수 있다. 여과공정은 예를 들어 도 6 또는 도 7에 보인 바와 같은 여과기(400)를 사용할 수 있다. 도 6 및 도 7은 본 발명에 사용될 수 있는 여과기(400)의 예시적인 구현예를 보인 것이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 상기 여과기(400)는 여과조(410), 상기 여과조(410) 내에 설치된 깔대기 모양의 거름대(420); 상기 거름대(420) 상에 설치된 여과망(430)을 포함할 수 있다. 여과망(430) 상에 슬러지를 투입하면 용매를 포함하는 액상은 토출구(440)를 통해 배출된다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 여과조(410)의 내부는 흡입펌프(P)를 통해 진공을 유지해 주면 분리능을 향상시킬 수 있다. 흡입펌프(P)에 의해 슬러지에 포함된 액상은 거름대(420)의 하단에 설치된 감압관(425)을 통해 낙하된다.

또한, 상기 여과기(400)는 도 7에 보인 바와 같이 다수 개의 감압관(425)이 설치된 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 도 10을 참조하면, 여과기(400)는 여과조(410), 상기 여과조(410) 내에 설치된 여과망(430); 상기 여과망(430)의 하단에 배열된 다수의 감압관(425)을 포함할 수 있다. 도 7에 보인 구조는 흡입펌프(P)에 의해 슬러지에 포함된 액상이 다수의 감압관(425)을 통해 낙하, 분리될 수 있어 분리능이 보다 향상될 수 있다.

상기 여과기(400)의 토출구(440)를 통해 배출된 액상은, 바람직하게는 증류 공정을 통해 재차 분리되어 용매의 회수가 이루어지는 것이 좋다.

또한, 상기 증류공정은 기/액 분리능을 가지는 증류기(500)를 사용할 수 있으며, 이러한 증류공정에 의해 슬러지로부터 용매를 효율적으로 회수할 수 있다. 증류공정은, 예를 들어 가열수단이 설치된 증류조와, 상기 증류조의 슬러지를 교반하는 교반수단을 포함하는 증류기(500)를 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에서 용매회수공정은 상기한 바와 같은 정치공정, 여과공정 및/또는 증류공정 이전에 진행되는 것으로서, 슬러지 냉각공정을 더 포함하면 좋다. 구체적으로, 상기 용매회수공정은, 본 발명의 다른 구현예에 따라서 용해공정을 통해 생성된 슬러지를 냉각기(300)에 투입하여 냉각시키는 슬러지 냉각공정; 상기 냉각된 슬러지를 여과기(400)에 투입하여 용매를 여과 분리하는 제1차 용매분리공정; 및 상기 여과를 통해 용매가 제1차 분리된 슬러지를 증류기(500)에 투입하여 용매를 증류 분리하는 제2차 용매분리공정을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1차 용매분리공정은 전술한 여과공정과 같으며, 상기 제2차 용매분리공정은 전술한 증류공정과 같다.

상기 슬러지 냉각공정에서 냉각기(300)는 열 교환을 통해 슬러지를 냉각시킬 수 있는 것이면 사용 가능하다. 상기 냉각기(300)는 장치 내에 1개 또는 2개 이상 설치되어도 좋다. 도 3에서는 2개의 냉각기(300)가 연속 설치된 모습을 예시하였다. 도 8은 본 발명에 사용될 수 있는 냉각기(300)의 일례로 보인 구성도이다. 도 8을 참조하면, 냉각기(300)는 냉각조(310)와, 상기 냉각조(310) 내에 설치된 열교환로(320)를 포함할 수 있다. 이때, 슬러지는 열교환로(320)의 내부로 공급되 고, 냉각수는 열교환로(320)의 외부, 즉 냉각조(310)에 수용되게 하는 것이 바람직하다. 이와는 반대로, 열교환로(320)의 내부로는 냉각수를 공급하고, 열교환로(320)의 외부에 슬러지가 위치되게 할 수 있으나, 슬러지는 유증기를 포함하고 있으므로, 상기한 바와 같이 열교환로(320)의 내부로 공급시켜 유증기의 응축을 도모하는 것이 좋다.

또한, 상기 슬러지 배출라인(60)을 통해 배출된 슬러지는 슬러지 저장조(350)에 저장될 수 있다. 바람직하게는, 도 3에 도시한 바와 같이, 슬러지 배출라인(60)을 통해 배출된 슬러지는 냉각기(300)에서 냉각된 다음, 슬러지 저장조(350)에 저장된 후, 여과기(400) 및 증류기(500)를 순차적으로 통과할 수 있다. 이때, 상기 슬러지 저장조(350)를 통해 유증기를 제거할 수 있다. 즉, 슬러지에도 미량의 유증기가 포함될 수 있는데, 슬러지 저장조(350)에서의 정치를 통해 슬러지에 포함된 유증기가 제거될 수 있다. 이때, 상기 슬러지 저장조(350)에서 발생된 유증기는 흐름라인(L2, 도 3 참조)을 통하여 유증기 회수유닛(180)으로 공급될 수 있다.

상기 용매회수공정을 통해 회수된 용매는 상기 용해공정의 용매로 재사용될 수 있다. 이때, 회수된 용매는 예를 들어 리사이클라인(L3, 도 3 참조)을 통하여 용매 저장조(91)로 인입될 수 있다. 아울러, 회수된 용매는 저온 처리하여 상기한 세선회수공정의 냉매로 재사용하여도 좋다.

한편, 상기 용매회수공정의 정치공정, 여과공정 및 증류공정에서는 용매가 분리된 슬러지 케익(cake)이 배출되는데, 이때 상기 케익은 연료(예, 고체연료)로 재사용되거나, 수지 가공업체(예, PE 가공업체) 등에 공급될 수 있다.

도 1은 젤리선의 일례를 도시한 단면 구성도이다.

도 2는 본 발명에 사용되는 폐전선의 일례를 보인 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 재생장치의 예시적 실시 형태를 보인 구성도이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 용해조의 단면구성도이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 유증기 응집조의 단면구성도이다.

도 6은 본 발명에 사용될 수 있는 여과기의 일례를 보인 단면구성도이다.

도 7은 본 발명에 사용될 수 있는 여과기의 다른 예를 보인 단면구성도이다.

도 8은 본 발명에 사용될 수 있는 냉각기의 일례로 보인 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 피복재 2 : 젤리

3 : 세선 10 : 폐전선

60 : 슬러지 배출라인 70 : 기체 주입라인

80 : 유증기 배출라인 91 : 용매 저장조

92 : 예열조 94 : 용매 투입라인

95 : 냉매 투입라인 180 : 유증기 회수유닛

182 : 유증기 응집조 200 : 용해조

300 : 냉각기 400 : 여과기

500 : 증류기

Claims (17)

1. 용해조에 합성수지/금속 복합 폐기물과 용매를 투입하여 가열하는 용해공정;

   상기 용해공정을 통해 합성수지를 용해한 후, 상기 용해조에 기체를 주입하는 기체 주입공정; 및

   상기 용해조로부터 합성수지가 용해 제거된 금속을 회수하는 금속 회수공정을 포함하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 용해조에 냉매를 투입하여 합성수지가 용해 제거된 금속을 냉각, 세척하는 냉각 세척공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 용해조에 냉매를 투입하여 합성수지가 용해 제거된 금속을 냉각, 세척하는 냉각 세척공정; 및

   상기 냉각 세척공정을 진행한 후에 실시되며, 상기 용해조에 기체를 주입하는 기체 주입공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 용매는 예열한 후에 용해조에 투입하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 용해조에서 배출된 유증기를 회수하는 유증기 회수공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 용해공정을 통해 생성된 슬러지로부터 용매를 분리, 회수하는 용매회수공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 용매회수공정은 용해공정을 통해 생성된 슬러지를 냉각기에 투입하여 냉각시키는 슬러지 냉각공정;

   상기 냉각된 슬러지를 여과기에 투입하여 용매를 여과 분리하는 제1차 용매분리공정; 및

   상기 여과를 통해 제1차 용매가 분리된 슬러지를 증류기에 투입하여 용매를 증류 분리하는 제2차 용매분리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 용매는 오일인 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 오일은 등유, 경유, 식물성유 및 동물성유로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
10. 제2항 또는 제3항에 있어서,

    상기 냉매는 용해공정에서 사용된 용매와 동일한 물질인 것을 특징인 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
11. 제2항 또는 제3항에 있어서,

    상기 냉매는 오일인 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 합성수지/금속 복합 폐기물은 폐전선인 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생방법.
13. 합성수지/금속 복합 폐기물과 용매가 투입되는 용해조;

    상기 용해조에서 생성된 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출라인;

    상기 용해조에 기체를 주입하기 위한 기체 주입라인; 및

    상기 용해조에서 발생된 유증기를 배출하기 위한 유증기 배출라인을 포함하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 용해조에 냉매를 투입하기 위한 냉매 투입라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생장치.
15. 제13항에 있어서,

    상기 용매를 예열하기 위한 예열조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생장치.
16. 제13항에 있어서,

    상기 유증기 배출라인과 연통된 유증기 회수유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생장치.
17. 제13항에 있어서,

    냉각기, 슬러지 저장조, 여과기 및 증류기 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지/금속 복합 폐기물의 재생장치.

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