KR20190138526A - 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법 - Google Patents

플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법은, ABS, HIPS, PE, PP, PVC 중 적어도 어느 하나를 포함하는 플라스틱 폐기물을 수거하는, 수거 단계; 상기 플라스틱 폐기물을 수거한 후 상온에서 건조시키는, 건조 단계; 기포제 및 포수제를 포함하는 선별 용매가 들어있는 반응기에 상기 건조된 플라스틱 폐기물을 투입하는, 투입 단계; 상기 플라스틱 폐기물이 투입된 반응기의 일 측에 구비된 버블 생성기를 통해 0.1 내지 1L/min의 유량으로 30 내지 100초 동안 기포를 발생시키는, 기포 발생 단계; 상기 기포가 발생된 반응기를 50 내지 300rpm으로 교반한 후 상기 반응기의 바닥에 가라앉은 플라스틱 폐기물과 수면에 떠 있는 플라스틱 폐기물을 선별하는, 선별 단계; 상기 선별된 플라스틱 폐기물을 회수한 후 재생 원료로 공급하는, 회수 공급 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법{Recycling Method through Plastic Waste Sorting}
본 발명은 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 폐차장 및 자동차 공업사 등에서 배출되는 플라스틱 폐기물을 수거한 후 플라스틱의 종류에 따라 선별하여 재생 원료로 재활용(즉, 자원화)하는 것으로서 자원 절약 및 환경 보호를 기대할 수 있는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법에 관한 것이다.
최근 플라스틱 폐기물의 발생량이 지속적으로 증가함에 따라 폐기물을 처리할 수 있는 매립 가능 토지 면적이 감소하게 되고 이에 따라 처리 비용이 증가하는 문제점이 발생하게 되었다.
이를 해결하기 위한 선행기술로, 한국 등록특허공보 제 10-0612061호(발명의 명칭 : 재활용 플라스틱 선별방법)에서는 집하장에 수집된 재활용품을 비플라스틱재와 재활용 플라스틱재로 분류한 후 상기 재활 용 플라스틱재를 선별 수단에 의해 재질별로 정확하게 선별 하여, 최종 재활용공장으로 이송시켜 재질별로 재활용되도록 하는 재활용 플라스틱 선별방법으로, 종래의 작업자 육안을 통한 식별이 아닌 선별수단에 의한 정확한 선별이 이루어짐에 따라 플라스틱재의 선별 신뢰성을 향상하는 재활용 플라스틱 선별방법을 제안하고 있다.
상기 발명은 집하장으로 수집된 각종의 재활용품 중에서 비플라스틱재와 대형플라스틱재는 별도의 보관함으로 분류하고, 그 외의 재활용 플라스틱재로 분류하는 수집 및 제 1 분류단계(S10)와, 상기 수집 및 제 1 분류단계(S10)를 통해 분류된 재활용 플라스틱재에 함유된 이물질들을 선별하여 제거하는 이물질제거단계(S20)와, 상기 이물질제거단계(S20)를 통해 이물질이 제거된 재활용 플라스틱재를 각각의 재질별로 선별하는 제 2 분류단계(S30) 및, 상기 제 2 분류단계(S30)를 통해 각각의 재질별로 분류된 재활용 플라스틱재를 가공 또는 파쇄등의 공정에 의해 재활용 공장으로 이송하는 이송단계(S40)로 이루어지는 구성을 제시하고 있다.
그러나 상기 발명은 플라스틱과 비플라스틱을 선별하는 방법에 관한 것으로서, 플라스틱 재질별 선별이 불가능하다는 단점이 존재한다.
이러한 단점을 개선하기 위해 개발된 방법인 플라스틱 선별의 방법은 크게 근적외선 분광을 이용한 플라스틱 재질별 선별 방법, 마찰 하전형 정전 선별 방법, 기포 부유 선별법, 자력 선별법 등이 존재한다.
먼저, 근적외선 분광을 이용한 선별 방법은 플라스틱 폐기물의 각 재질에 따라 조사된 근적외선(NIR)의 반사 패턴의 상이함을 응용하여 컨베이어 벨트 위로 이동하는 플라스틱 폐기물의 선별 방법으로 설치비용이 부담스럽다는 단점이 존재한다.
또한, 마찰 하전형 정전 선별 방법은 서로 다른 입자 간 또는 입자와 하전 장치 간의 접촉을 통해 플라스틱을 다른 극성으로 대전시켜 이를 정전기적으로 분리해 내는 방식으로서, 재질 형상에 상관없이 적용 가능하며 환경오염을 발생시키지 않는다는 장점이 존재하나 상대 습도 30% 이상일 때에는 플라스틱 선별이 불가하다는 단점이 존재한다.
이러한 두 가지 선별 방법의 단점을 보완하기 위한 방법으로서 비중을 이용한 선별법이 있는데, 이와 관련된 선행기술인 한국 등록특허공보 제 10-1427548호(발명의 명칭 : 플라스틱의 선별 방법 및 선별 장치)에서는 폐가전 제품으로부터 얻어지는 혼합 파쇄 플라스틱으로부터 가전제품에 재이용 가능한 플라스틱을 선별하는 방법 및 그 장치를 제안하고 있다.
상기 발명은 혼합 파쇄 플라스틱으로부터 비중 선별법에 의해 제 1 비중 역치(P1)보다 가벼운 플라스틱을 분별하는 제 1 비중 선별 공정과, 상기 분별하는 가벼운 플라스틱의 비중 분포로부터 상기 제 1 비중 선별 공정에 있어서의 비중 역치(P1)를 결정하는 공정과, X선원으로부터의 X선을 상기 분별된 가벼운 플라스틱에 조사해, 투과 X선 검출기에 의해 상기 분별된 가벼운 플라스틱으로부터의 투과 X선을 검출하며, 검출된 투과 X선의 데이터를 해석해서 상기 분별된 가벼운 플라스틱 중의 취소의 존부를 판별하는 데이터 처리부로부터의 신호에 근거해, 취소의 존부에 의해, 상기 분별된 가벼운 플라스틱으로부터 취소 함유 플라스틱을 제거하는 취소 함유 플라스틱 제거 공정을 제시하고 있다.
상기 발명은 선별 효율 및 정확성이 높다는 장점이 존재하나, X선 투과 및 검출에 따른 장치 구비 문제 등 설치비용이 많이 발생한다는 문제점을 가진다.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 설치비용이 저렴하면서 플라스틱의 재질별로 효율적으로 선별함으로써 플라스틱 폐기물을 재활용 할 수 있는 플라스틱 선별을 통한 재활용 공법을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 플라스틱 폐기물을 수거한 후 기포를 발생시켜 플라스틱 재질별로 부유 선별하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 플라스틱 폐기물의 표면을 산 처리하여 표면적을 넓히는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면에 활성 물질을 코팅하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 플라스틱 폐기물에 존재하는 중금속을 제거하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법은, ABS, HIPS, PE, PP, PVC 중 적어도 어느 하나를 포함하는 플라스틱 폐기물을 수거하는, 수거 단계; 상기 플라스틱 폐기물을 수거한 후 상온에서 건조시키는, 건조 단계; 기포제 및 포수제를 포함하는 선별 용매가 들어있는 반응기에 상기 건조된 플라스틱 폐기물을 투입하는, 투입 단계; 상기 플라스틱 폐기물이 투입된 반응기의 일 측에 구비된 버블 생성기를 통해 0.1 내지 1L/min의 유량으로 30 내지 100초 동안 기포를 발생시키는, 기포 발생 단계; 상기 기포가 발생된 반응기를 50 내지 300rpm으로 교반한 후 상기 반응기의 바닥에 가라앉은 플라스틱 폐기물과 수면에 떠 있는 플라스틱 폐기물을 선별하는, 선별 단계; 상기 선별된 플라스틱 폐기물을 회수한 후 재생 원료로 공급하는, 회수 공급 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선별 용매는, 전체 선별 용매 중량 대비, MIBC(Methyl isobutyl carbinol), 아밀 알코올(Amyl alcohol), 헵타올(Heptaol), 옥타올(Octaol) 중 어느 하나인 기포제 0.1 내지 10중량%, 카르복시계, 설페이트계, 설포네이트계, 잔탄계, 디티오포스페이트계 화합물 중 어느 하나인 포수제 0.1 내지 10중량%, 물 80 내지 95중량%를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 건조 단계와 상기 투입 단계 사이에는, 상기 건조된 플라스틱 폐기물의 표면에 산 용액을 도포하여 산 처리하는, 산 처리 단계;를 포함하며, 상기 투입 단계는, 상기 산 처리된 플라스틱 폐기물을 상기 선별 용매가 들어있는 반응기에 투입하는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 산 처리 단계는, 전체 산 용액 중량 대비, 황산 5 내지 20중량%와 질산 5 내지 20중량% 및 물 60 내지 90중량%를 혼합하여 산 용액을 제조하는, 산 용액 제조 단계; 상기 건조된 플라스틱 폐기물의 표면에 상기 산 용액을 도포하는, 도포 단계; 상기 산 용액이 도포된 플라스틱 폐기물을 pH 7이 되도록 물로 1 내지 5회 세척하는, 세척 단계; 상기 세척된 플라스틱 폐기물을 냉동고에서 3 내지 9시간 동안 -100 내지 -70℃가 되도록 냉동시키는, 급랭 단계; 상기 냉동된 플라스틱 폐기물을 동결 건조기에 넣은 후 1 내지 10일 동안 동결 건조시키는, 동결 건조 단계; 상기 동결 건조된 플라스틱 폐기물을 80 내지 120℃에서 6 내지 24시간 동안 진공 건조시키는, 진공 건조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법은,
1) 플라스틱 폐기물을 수거한 후 기포를 발생시켜 플라스틱 재질별로 부유 선별함으로써, 효율적인 플라스틱 재질별 선별이 가능하고,
2) 플라스틱 폐기물의 표면을 산 처리하여 표면적을 넓힘으로써, 더 많은 기포가 표면에 달라붙을 수 있으며,
3) 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면에 활성 물질을 코팅함으로써, 표면적 증가를 극대화시킬 수 있을 뿐 아니라,
4) 플라스틱 폐기물에 존재하는 중금속을 제거함으로써, 안전한 플라스틱 선별이 가능하고 재활용된 플라스틱 폐기물의 안전한 이용이 가능한 효과를 제시한다.
도 1은 본 발명의 플라스틱 폐기물의 선별 및 자원화 공법의 전체적인 과정을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 플라스틱 폐기물을 산 처리하는 과정을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 활성 물질을 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 탄화 섬유를 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 플라스틱 폐기물의 중금속을 제거하는 과정을 나타낸 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 플라스틱 폐기물의 선별 및 자원화 공법의 전체적인 과정을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 플라스틱 폐기물의 선별 및 자원화 공법은 폐차장 및 자동차 공업사 등에서 배출되는 플라스틱 폐기물을 수거한 후 플라스틱의 종류에 따라 선별하여 재생 원료로 재활용(즉, 자원화)하는 공법으로서, 특히 수거된 플라스틱 폐기물을 반응조에 투입한 후 플라스틱 폐기물을 선별하기 위한 용매(이 용매는 기포제 및 포수제를 포함하는 것으로서 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.)를 이용하여 플라스틱 폐기물을 선별하고, 선별된 플라스틱 폐기물을 재생 원료로 공급함으로써 폐기물의 자원화가 가능한 방법을 제시하고 있다.
상술한 바와 같이, 상기 플라스틱 폐기물을 선별하는 방법으로는 크게 근적외선 분광을 이용한 플라스틱 재질별 선별 방법과 마찰 하전형 정전 선별 방법 및 기포 부유 선별법 등을 통해 본 발명의 공법을 수행할 수 있다. 그러나 플라스틱 폐기물의 형상에 구애받지 않고 고순도로 선별이 가능하며, 설치비용이 저렴하고 선별 방식이 단순하여 효율적인 플라스틱 선별이 가능한 기포 부유 선별법을 이용하는 것이 바람직하므로, 이를 기반으로 본 발명의 플라스틱 폐기물의 선별 및 자원화 공법을 수행하는 것이 적합하다.
이러한 본 발명의 플라스틱 폐기물을 선별 및 자원화하는 기본적인 단계는 수거 단계(S100), 건조 단계(S200), 투입 단계(S500), 기포 발생 단계(S600), 선별 단계(S700), 회수 공급 단계(S900)로 이루어진다.
먼저, 수거 단계(S100)는 ABS, HIPS, PE, PP, PVC 중 적어도 어느 하나를 포함하는 플라스틱 폐기물을 수거하는 과정이다.
이때, 본 발명의 플라스틱 폐기물인 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene), HIPS(High impact polystyrene), PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PVC(Polyvinylchloride)는 후술할 선별 용매에 투입됨에 따라 그 표면이 친수성 혹은 소수성을 띠는 것으로서, 기포 부유 선별법을 통해 선별되기에 적합한 합성수지들이다.
이후, 건조 단계(S200)는 플라스틱 폐기물을 수거한 후 상온에서 건조시키는 과정으로서, 이는 플라스틱 폐기물에 잔존하는 수분을 건조시켜 플라스틱 폐기물에 존재하는 먼지, 나무, 고무, 돌, 모래 등의 이물질의 제거를 용이하게 하기 위함이다. 이에 따라 건조 단계에서는 건조 후 플라스틱 폐기물에 잔존하는 이물질을 제거하는 과정을 추가적으로 수행할 수 있다.
다음으로, 투입 단계(S500)는 기포제 및 포수제를 포함하는 선별 용매가 들어있는 반응기에 건조된 플라스틱 폐기물을 투입하는 과정이다.
여기서 선별 용매라 함은 플라스틱 폐기물을 선별하기 위해 사용되는 용매를 의미하는 것으로서, 구체적으로 물을 주성분으로 하는 선별 용매가 담긴 반응기에 플라스틱 폐기물을 투입한 후 플라스틱 폐기물 종류에 따른 비중에 의해 플라스틱을 종류에 따라 선별하는 기능을 제공한다. 또한, 플라스틱 폐기물의 표면이 친수성인지, 소수성인지에 따라 부유되는 플라스틱 폐기물의 종류가 달라 선별할 수 있다.
이러한 선별 용매는 기포제 및 포수제를 포함하여 제조될 수 있는데, 구체적으로 전체 선별 용매 중량 대비, 기포제 0.1 내지 10중량%, 포수제 0.1 내지 10중량%, 물 80 내지 95중량%를 혼합하여 제조될 수 있다.
여기서, 기포제는 수용성 유기 화합물로 기/액 계면에 흡착되어 기포가 플라스틱 폐기물의 표면에 안정적으로 달라붙도록 하는 것으로서, 이러한 기포제의 종류로는 MIBC(Methyl isobutyl carbinol), 아밀 알코올(Amyl alcohol), 헵타올(Heptaol), 옥타올(Octaol)과 같은 중쇄 알코올이 쓰일 수 있다.
또한, 포수제는 플라스틱 폐기물의 부유 작용을 촉진하는 것으로서, 대표적으로 카르복시계, 설페이트계, 설포네이트계, 잔탄계, 디티오포스페이트계 화합물이 쓰일 수 있다.
이러한 기포제와 포수제를 선별 용매에 첨가함으로써 플라스틱 폐기물의 표면에 효과적으로 기포가 달라붙도록 할 수 있고, 이에 따라 플라스틱 폐기물의 선별이 용이해질 수 있다.
이후, 기포 발생 단계(S600)는 플라스틱 폐기물이 투입된 반응기의 일 측에 구비된 버블 생성기를 통해 0.1 내지 1L/min의 유량으로 30 내지 100초 동안 기포를 발생시키는 과정이다.
이는 버블 생성기에 의해 생성된 기포는 표면이 소수성을 띠는 플라스틱 폐기물의 표면에만 달라붙는 성질을 지니는데 이러한 성질로 인해 소수성의 플라스틱 폐기물을 수면 위로 떠오르게 함으로써, 플라스틱 폐기물의 선별이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다. 이때 유량이 0.1L/min 미만이면 소수성의 플라스틱 폐기물의 표면에 기포가 충분히 달라붙지 않아 선별 효율이 떨어질 수 있으며, 1L/min 초과면 친수성의 플라스틱 폐기물의 표면에도 기포가 달라붙어 선별이 부정확해질 수 있으므로, 상기 유량 조건으로 기포를 발생시키는 것이 바람직하다.
다음으로, 선별 단계(S700)는 기포가 발생된 반응기를 50 내지 300rpm으로 교반한 후 반응기의 바닥에 가라앉은 플라스틱 폐기물과 수면에 떠 있는 플라스틱 폐기물을 선별하는 과정이다.
이는 교반 과정을 통해 미세 크기를 가지는 소수성의 플라스틱 폐기물의 표면에도 기포가 달라붙어 부유가 가능하도록 하며, 이로 인해 반응기의 바닥에 가라앉은 플라스틱 폐기물(즉, 표면이 친수성을 띠는 플라스틱 폐기물)과 수면에 떠 있는 플라스틱 폐기물(즉, 표면이 소수성을 띠는 것으로서 표면에 기포가 달라붙은 플라스틱 폐기물)을 선별하는 단계라고 할 수 있다.
마지막으로, 회수 공급 단계(S900)는 선별된 플라스틱 폐기물을 회수한 후 회수된 플라스틱 폐기물을 재생 원료로 공급하는 과정으로서, 회수된 플라스틱 폐기물을 플라스틱 사출 및 압출 업체로 보내 재생 원료로 유통 및 판매하거나, 본 발명의 공법을 수행하는 사업체 내에서 이를 재생 원료로 재활용하는 단계이다.
이렇게 선별 및 자원화된 플라스틱 폐기물은 기존의 처리 방법인 소각 방법으로 인한 환경오염을 방지할 수 있으며, 플라스틱 폐기물의 처리비용을 감소할 수 있을 뿐 아니라 폐기물을 다시 자원으로 재활용함으로써 합성수지 관련 시장의 성장을 기대할 수 있다.
이때, 본 발명의 공법은 소수성의 플라스틱 폐기물의 표면에만 기포가 달라붙음으로써 소수성의 플라스틱 폐기물은 부유하게 되고 친수성의 플라스틱 폐기물은 가라앉아 선별한다고 하였는데, 이때 플라스틱 폐기물의 표면을 산 처리를 통해 표면적을 증가시켜 소수성의 플라스틱 폐기물의 표면에 더 많은 기포가 달라붙게 하고 친수성의 플라스틱 폐기물은 더 많은 물 분자와 결합하도록 할 수 있다. 이에 대한 설명을 도 2와 함께 하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 플라스틱 폐기물을 산 처리하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 건조 단계(S200)와 투입 단계(S400) 사이에는, 건조된 플라스틱 폐기물의 표면에 산 용액을 도포하여 산 처리하는 산 처리 단계(S300)를 포함할 수 있다.
이때 산 용액을 도포하는 방법은 별도의 분사기를 통해 플라스틱 폐기물의 표면에 산 용액을 분사하는 방법, 브러쉬 등을 통해 플라스틱 폐기물의 표면에 산 용액을 바르는 방법, 플라스틱 폐기물을 산 용액에 담지시키는 방법 등을 모두 포함할 수 있다.(즉, 플라스틱 폐기물의 표면을 산 용액을 통해 표면적을 넓힐 수 있는 방법이면 그 제한이 없다.)
이러한 산 처리 단계(S300)는 구체적으로 산 용액 제조 단계(S310), 도포 단계(S320), 세척 단계(S330), 급랭 단계(S340), 동결 건조 단계(S350), 진공 건조 단계(S360)를 포함할 수 있다.
먼저, 산 용액 제조 단계(S310)는 전체 산 용액 중량 대비, 황산 5 내지 20중량%와 질산 5 내지 20중량% 및 물 60 내지 90중량%를 혼합하여 산 용액을 제조하는 과정이다.
이때 산 용액은 산성의 용액으로 이루어진 것으로서, 황산과 질산을 혼합하여 제조된다. 여기서 황산 및 질산은 강산의 한 종류로서 플라스틱 폐기물의 표면에 결함을 주어 표면적을 넓힐 수 있는 기능을 수행한다. 이때 황산 및 질산의 중량비는 산 용액의 전체 pH가 3 내지 4가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
이후, 도포 단계(S320)는 건조된 플라스틱 폐기물의 표면에 산 용액을 도포하는 과정으로서, 이때 산 용액을 도포하는 방법은 상술한 바와 같이 브러쉬를 통한 도포, 산 용액에 담지, 산 용액 분사 등 플라스틱 폐기물의 표면에 산 처리를 할 수 있는 방법이면 그 제한이 없다.
다음으로, 세척 단계(S330)는 산 용액이 도포된 플라스틱 폐기물을 pH 7이 되도록 물로 1 내지 5회 세척하는 과정으로서, 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면의 pH가 중성이 되도록 물로 세척하여 표면에 잔존하는 산을 제거하는 기능을 수행한다.
이후, 급랭 단계(S340)는 세척된 플라스틱 폐기물을 냉동고에서 3 내지 9시간 동안 -100 내지 -70℃가 되도록 냉동시키는 과정이다.
이는 산 처리되어 세척된 플라스틱 폐기물이 -100 내지 -70℃의 극저온 상태에서 냉각됨에 따라 산 처리된 플라스틱 폐기물의 부동성(不動性)을 부여하고, 나아가 플라스틱 폐기물에 잔존하는 수분을 얼려 후술할 동결 건조 단계에서 언 수분을 없앨 수 있도록 한다.
다음으로, 동결 건조 단계(S350)는 냉동된 플라스틱 폐기물을 동결 건조기에 넣은 후 1 내지 10일 동안 동결 건조시키는 과정이다.
이때 냉동된 플라스틱 폐기물은 그 표면에 존재하는 수분까지 냉동된 상태인데, 상기 동결 건조 단계는 이러한 플라스틱 폐기물의 수분을 동결 건조 과정을 통해 제거하는 역할을 수행한다.
마지막으로, 진공 건조 단계(S360)는 동결 건조된 플라스틱 폐기물을 80 내지 120℃에서 6 내지 24시간 동안 진공 건조시키는 과정으로서, 이는 상기 동결 건조 단계에서 미처 제거되지 못한 수분을 추가적으로 제거함으로써 산 처리된 플라스틱 폐기물을 얻을 수 있다.
이와 같이 산 처리된 플라스틱 폐기물은 산 처리 전보다 표면적이 넓어져, 소수성의 플라스틱 폐기물의 경우 그 표면에 더 많은 양의 기포가 달라붙고, 친수성의 플라스틱 폐기물의 경우 그 표면에 더 많은 양의 물 분자가 결합되어 소수성 및 친수성의 플라스틱 폐기물을 보다 효율적으로 선별할 수 있다.
이에 나아가, 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면에 활성화된 물질을 코팅시켜 플라스틱 폐기물의 표면적 증가를 더욱 극대화시킬 수 있는데, 이를 위해 상기 산 처리 단계와 투입 단계 사이에는 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면을 활성 물질로 코팅하는 코팅 단계(S400)를 포함할 수 있다.
상기 코팅 단계(S400)는 구체적으로 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면을 활성 물질로 코팅한 후 100 내지 250℃에서 10 내지 40초 동안 열처리하는 과정이다.
이때 활성 물질이라 함은 탄화된 섬유(즉, 탄화 섬유)로 제조된 것으로서, 표면에 존재하는 다수의 미세 기공에 의해 표면적이 매우 넓어 그 표면에 다수의 기포가 달라붙을 수 있을 뿐 아니라, 미세 기공에 의한 흡착능을 가지고 있어 플라스틱 폐기물의 유해 물질 및 중금속을 흡착하여 제거하는 기능을 제공할 수 있다.
이는 산 처리된 플라스틱 폐기물의 넓은 표면적에 더 넓은 표면적을 지닌 활성 물질을 코팅한 후 열처리하여 플라스틱 폐기물의 표면적 증가를 극대화시키는 과정으로서, 100℃ 미만으로 열처리할 경우 표면적 증가가 충분히 일어나지 않을 수 있으며, 250℃ 초과로 열처리할 경우 플라스틱 폐기물의 변형이 발생할 수 있으므로 상기 온도 조건에서 열처리하는 것이 바람직하다.
이때 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면에 코팅되는 활성 물질은 활성화된 물질로서 탄화 섬유로부터 제조될 수 있는데, 이에 대한 설명을 도 3과 함께 하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 활성 물질을 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 활성 물질을 제조하는 단계는 준비 단계(S410), 증기 처리 단계(S420), 분쇄 단계(S430)를 포함할 수 있다.
먼저, 준비 단계(S410)는 탄화 섬유를 물에 넣어 끓인 뒤 pH 7이 되도록 세척한 후 12 내지 30시간 동안 진공 건조시키는 과정이다.
이는 탄화 섬유를 물에 끓여 불순물을 제거함과 동시에 탄화 섬유의 표면이 중성의 균일한 pH를 갖도록 물로 1 내지 5회 세척한 다음 진공 건조시켜 탄화 섬유에 잔존하는 수분을 제거하는 단계이다. 이러한 탄화 섬유의 제조 과정에 대한 자세한 설명은 도 4와 함께 하기로 한다.
다음으로, 증기 처리 단계(S420)는 진공 건조된 탄화 섬유를 80 내지 100℃에서 1 내지 5시간 동안 질산(HNO3) 증기에 통과시키는 과정이다.
이는 탄화 섬유를 산성의 증기에 통과시켜 탄화 섬유의 표면을 산 처리하는 과정으로서, 이를 통해 탄화 섬유는 표면 결함(즉, 표면에 요철이 생기는 현상)이 발생하게 되어 표면적이 더욱 증가될 수 있다. 이렇게 넓어진 표면적을 가지는 탄화 섬유는 표면에 달라붙는 기포의 양(소수성의 플라스틱 폐기물의 경우)이나 물 분자의 양(친수성의 플라스틱 폐기물의 경우)을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 흡착능 역시 지닐 수 있어 플라스틱 폐기물의 선별 과정에서 발생할 수 있는 유해 물질이나 플라스틱 폐기물에 잔존하는 중금속 등을 효과적으로 제거할 수 있다.
마지막으로, 분쇄 단계(S430)는 증기 처리된 탄화 섬유를 12 내지 30시간 동안 90 내지 120℃에서 진공 건조시킨 뒤 분쇄하는 과정으로서, 이는 증기 처리된 탄화 섬유의 잔존하는 질산 증기를 제거한 후 분쇄함으로써 플라스틱 폐기물의 표면에 코팅될 수 있는 형상인 분말 형상의 활성 물질을 완성할 수 있는 것이다.
이와 같이 제조된 활성 물질은 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면에 코팅되어(이때 코팅 방법은 활성 물질을 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면에 도포, 분사 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.) 플라스틱 폐기물의 표면적을 넓힘으로써, 그 표면에 달라붙는 기포 혹은 물 분자의 양을 증가시키게 되고 이로 인해 플라스틱 폐기물의 선별 효율이 증가하는 역할을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 탄화 섬유를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 상기 활성 물질 제조 시 사용된 재료인 탄화 섬유는 PAN 섬유로부터 제조되는 것으로서, PAN 섬유를 탄화시키는 과정(즉, PAN 성분을 고온의 열처리 과정을 통해 탄소 성분으로 변환시키는 과정)을 통해 제조될 수 있다.
이때 탄화 섬유는 구체적으로 활성탄소섬유를 의미하는 것으로서, 활성탄소섬유는 기계적 및 열적 안정성, 균일한 세공 분포, 세공의 크기, 높은 비표면적과 세공 부피, 가공의 용이성 등의 장점에 의해 흡착 능력이 우수하다는 특징을 가진다.
또한, 탄화 섬유는 전구물질인 페놀(Phenol)계, 피치(Pitch)계, PAN계 섬유로부터 제조될 수 있는데, 그 중 PAN 섬유는 열적으로 안정되어 있어 이러한 PAN 섬유로부터 탄화 섬유(즉, 활성탄소섬유)를 제조하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
이러한 탄화 섬유를 제조하는 단계는 구체적으로 산화 단계(S411), 함침 단계(S412), 탄화 섬유 완성 단계(S413)를 포함할 수 있다.
먼저, 산화 단계(S411)는 PAN(Polyacrylonitrile) 섬유를 150 내지 250℃에서 열처리하는 과정으로서, PAN 섬유를 고온에 의해 산화시키는 과정이라고 할 수 있다. 이때 150℃ 미만으로 열처리하면 충분한 산화가 일어나지 않을 가능성이 있으며, 250℃ 초과로 열처리하면 후술할 탄화 섬유 완성 단계에서 고온의 열처리 과정에 의해 섬유가 용융될 수 있으므로, 상기 온도 조건인 150 내지 250℃(바람직하게는 170 내지 230℃)에서 열처리하는 것이 바람직하다.
이후, 함침 단계(S412)는 수산화칼륨(KOH) 수용액에 열처리된 PAN 섬유를 함침시킨 후 상온에서 건조시키는 과정이다.
이는 활성화제인 수산화칼륨 수용액에 PAN 섬유를 함침시킴으로써 PAN 섬유를 활성화하는 단계이다. 이때 활성화제로 수산화나트륨, 탄산나트륨, 염화아연, 수산화칼륨 등 다양한 물질이 사용될 수 있는데, 특히 높은 비표면적을 얻을 수 있는 수산화칼륨 수용액을 활성화제로 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 수산화칼륨이 PAN 섬유의 탄소와 반응하여 탄산칼륨(K2CO3)을 형성하고, 이후 탄산칼륨은 산화칼륨, 일산화탄소, 이산화탄소로 분해되어 PAN 섬유에 세공을 형성하게 된다. 즉, 섬유 표면의 탄소층과 칼륨이 상호 반응함으로써 탄소가 이탈하여 제거된 탄소의 위치에 세공이 형성되는 것이다.
이렇게 PAN 섬유의 표면에 세공이 형성됨으로써 섬유의 표면적이 증가하게 된다.
마지막으로, 탄화 섬유 완성 단계(S413)는 함침된 PAN 섬유를 700 내지 900℃에서 열처리하여 활성화시켜 탄화 섬유를 완성하는 과정이다.
이는 함침된 PAN 섬유를 고온의 온도 조건, 그리고 불활성 분위기에서 열처리하여 활성화시키는 단계로서, 상기 함침 단계에 의해 생성된 세공을 발달시키고 세공의 비표면적을 증가시킴으로써 흡착량이 증가된 탄화 섬유를 얻을 수 있다.
이렇게 제조된 탄화 섬유로부터 열적 안정성을 가짐과 동시에 비표면적이 넓은 활성 물질을 상기 활성 물질을 제조하는 단계를 통해 얻을 수 있다.
이에 나아가, 플라스틱 폐기물에는 다양한 불순물이 포함될 수 있는데, 이때 불순물은 상기 건조 단계에서 제거될 수 있으나, 중금속의 경우에는 플라스틱 폐기물의 재활용에 따라 인체에 유해한 영향을 줄 수 있으므로 이를 제거하는 단계를 추가적으로 수행하는 것이 바람직하다.
따라서 선별 단계(S700)와 회수 공급 단계(S900) 사이에는 선별된 플라스틱 폐기물과 산성의 혼합 용액을 혼합하여 플라스틱 폐기물에 포함된 중금속을 제거하는 중금속 제거 단계(S800)를 포함할 수 있으며, 이에 대한 설명을 도 5와 함께하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 플라스틱 폐기물의 중금속을 제거하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 중금속 제거 단계(S800)는 혼합 분말 제조 단계(S810), 혼합 용액 제조 단계(S820), 혼합물 제조 단계(S850), 교반 단계(S860)를 포함할 수 있다.
먼저, 혼합 분말 제조 단계(S810)는 전체 혼합 분말 중량 대비, 칼슘(Ca) 분말 20 내지 40중량%와 산화칼슘(CaO) 분말 60 내지 80중량%를 볼 밀링으로 혼합 및 분쇄하여 혼합 분말을 제조하는 과정이다.
이때 칼슘 분말 및 산화칼슘 분말은 혼합 및 분쇄 과정에서 공기 중의 산소와 이산화탄소와 반응함에 따라 탄산칼슘을 생성할 수 있는데, 이는 흡착 기능을 수행할 수 있어, 플라스틱 폐기물에 포함된 중금속을 제거하는 역할을 제공할 수 있다. 특히, 칼슘 분말 및 산화칼슘 분말 중 어느 하나로부터 혼합 분말을 제조하는 것이 아니라 칼슘 분말과 산화칼슘 분말을 혼합하여 혼합 분말을 제조함으로써 다양한 칼슘계 화합물이 생성될 수 있으므로, 이로 인해 중금속을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 것이다.
이때 칼슘 및 산화칼슘은 다양한 방식으로 분쇄할 수 있으나, 볼 밀링 방식으로 분쇄하면 입자 크기가 고르게 분포될 수 있으므로, 이를 적용하여 혼합 분말을 제조하는 것이 바람직하다.
다음으로, 혼합 용액 제조 단계(S820)는 전체 혼합 용액 중량 대비, 염산 1 내지 10중량%와 물 90 내지 99중량%를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 과정이다.
이는 염산을 유효 성분으로 하는 산성의 혼합 용액(이때 pH가 5.8 내지 6.5가 되도록 조절하는 것이 플라스틱 폐기물로부터 중금속을 분리하는데 바람직하다.)을 제조함으로써 후술할 혼합물 제조 단계에서 혼합 분말 및 플라스틱 폐기물과 혼합되어 플라스틱 폐기물에 포함된 중금속이 빠져나올 수 있도록 한다.
이후, 혼합물 제조 단계(S850)는 전체 제 1 혼합물 중량 대비, 선별된 플라스틱 폐기물 1 내지 15중량%, 혼합 분말 0.1 내지 10중량%, 혼합 용액 80 내지 95중량%를 혼합한 후 20 내지 25℃에서 1 내지 10시간 동안 교반하여 제 1 혼합물을 제조하는 과정으로서, 상기 산성의 혼합 용액에 의해 플라스틱 폐기물로부터 중금속이 빠져나와 플라스틱 폐기물의 중금속이 제거될 수 있는 것이다.
이때 혼합 분말 내의 산화칼슘과 혼합 용액 내의 물과의 반응에 의해 염기성 물질인 수산화칼슘이 생성되고, 이러한 수산화칼슘은 다시 염산과의 중화 반응을 일으키면서 제조된 제 1 혼합물을 중성으로 만들 수 있다.
마지막으로, 교반 단계(S860)는 제 1 혼합물을 20 내지 25℃에서 1 내지 10시간 동안 1000 내지 2000rpm의 속도로 1차 교반한 후 5 내지 30분 동안 2000 내지 4000rpm의 속도로 2차 교반한 후 여과하는 과정이다.
이때 제 1 혼합물을 두 차례 교반함으로써(이때 1차 교반 속도보다 2차 교반 속도를 더 높게 하여 잔존하는 중금속이 플라스틱 폐기물로부터 분리될 수 있도록 한다.) 플라스틱 폐기물로부터 중금속을 제거하는 효율을 극대화시킬 수 있고, 여과 과정을 통해 잔여물(이때 잔여물이라 함은 여과 장치에 의해 걸러진 고형물인 플라스틱 폐기물을 의미한다.)인 플라스틱 폐기물과 중금속이 포함된 여과액(이때 여과액은 여과 장치를 통과한 액상의 물질을 의미한다.)을 완전히 분리해낼 수 있다.
나아가, 상기 혼합 용액 제조 단계 이후에는 플라스틱 폐기물로부터 중금속 제거를 보다 효율적으로 수행하기 위해 중금속의 부동화를 발생시키는 단계를 추가적으로 수행할 수 있는데, 구체적으로 선별된 플라스틱 폐기물을 혼합 분말 및 모노나트륨 인산염과 혼합한 추가 혼합물을 제조하는 추가 혼합물 제조 단계(S830)와, 추가 혼합물을 교반하여 부동 혼합물을 제조하는 부동 혼합물 제조 단계(S840)를 포함할 수 있다.
먼저, 추가 혼합물 제조 단계(S830)는 전체 추가 혼합물 중량 대비, 선별된 플라스틱 폐기물 80 내지 95중량%, 혼합 분말 0.1 내지 10중량%, 모노나트륨 인산염(NaH2PO4) 0.1 내지 10중량%를 혼합하여 추가 혼합물을 제조하는 과정이다.
여기서, 추가 혼합물은 중금속을 포함하는 플라스틱 폐기물과 상기 혼합 분말 및 모노나트륨 인산염을 혼합하여 제조되는 것으로서, 이때 모노나트륨 인산염은 플라스틱 폐기물의 중금속의 부동화를 일으키는 기능을 수행하는 첨가제이다.
중금속을 부동화(Immobilization)한다는 것은 플라스틱 폐기물에 잔존하는 중금속 이온이 움직이지 않도록 고정시킨다는 것을 의미하며, 이렇게 중금속을 부동화함으로써 보다 용이하게 중금속을 제거할 수 있는 것이다.
이때 모노나트륨 인산염을 0.1중량% 미만으로 첨가하면 충분한 부동화가 일어나지 않을 수 있기 때문에 0.1 내지 10중량%의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.
이후, 부동 혼합물 제조 단계(S840)는 추가 혼합물을 10 내지 60분 동안 2000 내지 4000rpm으로 교반하여 부동 혼합물을 제조하는 과정으로서, 이를 통해 중금속이 부동화된 플라스틱 폐기물을 얻을 수 있고, 이에 따라 중금속 제거 효율이 높아질 수 있다.
이때 2000rpm 미만으로 교반하면 추가 혼합물이 충분히 교반되지 않아 부동화가 충분히 일어나지 않을 수 있으며, 4000rpm을 초과하여 교반하면 고속 교반에 의해 부동 혼합물의 원심 분리가 발생할 수 있으므로, 상기 교반 속도 조건으로 교반을 하는 것이 바람직하다.
이렇게 제조된 부동 혼합물에 의해 상기 혼합물 제조 단계(S850)는 전체 제 2 혼합물 중량 대비, 상기 부동 혼합물 1 내지 10중량%와 상기 혼합 용액 90 내지 99중량%를 혼합한 후 20 내지 25℃에서 1 내지 10시간 동안 교반하여 제 2 혼합물을 제조하며, 상기 교반 단계(S860)는 상기 제 2 혼합물을 20 내지 25℃에서 1 내지 10시간 동안 1000 내지 2000rpm의 속도로 1차 교반한 후 5 내지 30분 동안 2000 내지 4000rpm의 속도로 2차 교반한 후 여과함으로써 플라스틱 폐기물 내의 중금속을 제거할 수 있다.
이렇게 플라스틱 폐기물의 중금속을 제거하는 과정은 본 발명의 공법을 수행하는 작업자의 안전(플라스틱 폐기물을 직접 만지는 작업자의 안전)을 고려하는 과정이며, 나아가 플라스틱 폐기물을 재활용할 시 재활용된 플라스틱의 안전한 사용이 가능하도록 한다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
S100 : 수거 단계
S200 : 건조 단계
S300 : 산 처리 단계
S310 : 산 용액 제조 단계
S320 : 도포 단계
S330 : 세척 단계
S340 : 급랭 단계
S350 : 동결 건조 단계
S360 : 진공 건조 단계
S400 : 코팅 단계
S410 : 준비 단계
S411 : 산화 단계
S412 : 함침 단계
S413 : 탄화 섬유 완성 단계
S420 : 증기 처리 단계
S430 : 분쇄 단계
S500 : 투입 단계
S600 : 기포 발생 단계
S700 : 선별 단계
S800 : 중금속 제거 단계
S810 : 혼합 분말 제조 단계
S820 : 혼합 용액 제조 단계
S830 : 추가 혼합물 제조 단계
S840 : 부동 혼합물 제조 단계
S850 : 혼합물 제조 단계
S860 : 교반 단계
S900 : 회수 공급 단계

Claims (10)

  1. 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법으로서,
    ABS, HIPS, PE, PP, PVC 중 적어도 어느 하나를 포함하는 플라스틱 폐기물을 수거하는, 수거 단계;
    상기 플라스틱 폐기물을 수거한 후 상온에서 건조시키는, 건조 단계;
    기포제 및 포수제를 포함하는 선별 용매가 들어있는 반응기에 상기 건조된 플라스틱 폐기물을 투입하는, 투입 단계;
    상기 플라스틱 폐기물이 투입된 반응기의 일 측에 구비된 버블 생성기를 통해 0.1 내지 1L/min의 유량으로 30 내지 100초 동안 기포를 발생시키는, 기포 발생 단계;
    상기 기포가 발생된 반응기를 50 내지 300rpm으로 교반한 후 상기 반응기의 바닥에 가라앉은 플라스틱 폐기물과 수면에 떠 있는 플라스틱 폐기물을 선별하는, 선별 단계;
    상기 선별된 플라스틱 폐기물을 회수한 후 재생 원료로 공급하는, 회수 공급 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 선별 용매는,
    전체 선별 용매 중량 대비, MIBC(Methyl isobutyl carbinol), 아밀 알코올(Amyl alcohol), 헵타올(Heptaol), 옥타올(Octaol) 중 어느 하나인 기포제 0.1 내지 10중량%, 카르복시계, 설페이트계, 설포네이트계, 잔탄계, 디티오포스페이트계 화합물 중 어느 하나인 포수제 0.1 내지 10중량%, 물 80 내지 95중량%를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 건조 단계와 상기 투입 단계 사이에는,
    상기 건조된 플라스틱 폐기물의 표면에 산 용액을 도포하여 산 처리하는, 산 처리 단계;를 포함하며,
    상기 투입 단계는,
    상기 산 처리된 플라스틱 폐기물을 상기 선별 용매가 들어있는 반응기에 투입하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 산 처리 단계는,
    전체 산 용액 중량 대비, 황산 5 내지 20중량%와 질산 5 내지 20중량% 및 물 60 내지 90중량%를 혼합하여 산 용액을 제조하는, 산 용액 제조 단계;
    상기 건조된 플라스틱 폐기물의 표면에 상기 산 용액을 도포하는, 도포 단계;
    상기 산 용액이 도포된 플라스틱 폐기물을 pH 7이 되도록 물로 1 내지 5회 세척하는, 세척 단계;
    상기 세척된 플라스틱 폐기물을 냉동고에서 3 내지 9시간 동안 -100 내지 -70℃가 되도록 냉동시키는, 급랭 단계;
    상기 냉동된 플라스틱 폐기물을 동결 건조기에 넣은 후 1 내지 10일 동안 동결 건조시키는, 동결 건조 단계;
    상기 동결 건조된 플라스틱 폐기물을 80 내지 120℃에서 6 내지 24시간 동안 진공 건조시키는, 진공 건조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 산 처리 단계와 상기 투입 단계 사이에는,
    상기 산 처리된 플라스틱 폐기물의 표면을 활성 물질로 코팅한 후 100 내지 250℃에서 10 내지 40초 동안 열처리하는, 코팅 단계;를 포함하며,
    상기 투입 단계는,
    상기 코팅된 플라스틱 폐기물을 상기 선별 용매가 들어있는 반응기에 투입하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 활성 물질을 제조하는 단계는,
    탄화 섬유를 물에 넣어 끓인 뒤 pH 7이 되도록 세척한 후 12 내지 30시간 동안 진공 건조시키는, 준비 단계;
    상기 진공 건조된 탄화 섬유를 80 내지 100℃에서 1 내지 5시간 동안 질산(HNO3) 증기에 통과시키는, 증기 처리 단계;
    상기 증기 처리된 탄화 섬유를 12 내지 30시간 동안 90 내지 120℃에서 진공 건조시킨 뒤 분쇄하는, 분쇄 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 탄화 섬유를 제조하는 단계는,
    PAN(Polyacrylonitrile) 섬유를 150 내지 250℃에서 열처리하는, 산화 단계;
    수산화칼륨(KOH) 수용액에 상기 열처리된 PAN 섬유를 함침시킨 후 상온에서 건조시키는, 함침 단계;
    상기 함침된 PAN 섬유를 700 내지 900℃에서 열처리하여 활성화시켜 탄화 섬유를 제조하는, 탄화 섬유 완성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 선별 단계와 상기 회수 공급 단계 사이에는,
    상기 선별된 플라스틱 폐기물과 산성의 혼합 용액을 혼합하여 상기 플라스틱 폐기물에 포함된 중금속을 제거하는, 중금속 제거 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 중금속 제거 단계는,
    전체 혼합 분말 중량 대비, 칼슘(Ca) 분말 20 내지 40중량%와 산화칼슘(CaO) 분말 60 내지 80중량%를 볼 밀링으로 혼합 및 분쇄하여 혼합 분말을 제조하는, 혼합 분말 제조 단계;
    전체 혼합 용액 중량 대비, 염산 1 내지 10중량%와 물 90 내지 99중량%를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는, 혼합 용액 제조 단계;
    전체 제 1 혼합물 중량 대비, 상기 선별된 플라스틱 폐기물 1 내지 15중량%, 상기 혼합 분말 0.1 내지 10중량%, 상기 혼합 용액 80 내지 95중량%를 혼합한 후 20 내지 25℃에서 1 내지 10시간 동안 교반하여 제 1 혼합물을 제조하는, 혼합물 제조 단계;
    상기 제 1 혼합물을 20 내지 25℃에서 1 내지 10시간 동안 1000 내지 2000rpm의 속도로 1차 교반한 후 5 내지 30분 동안 2000 내지 4000rpm의 속도로 2차 교반한 후 여과하는, 교반 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 혼합 용액 제조 단계 이후에는,
    전체 추가 혼합물 중량 대비, 선별된 플라스틱 폐기물 80 내지 95중량%, 혼합 분말 0.1 내지 10중량%, 모노나트륨 인산염(NaH2PO4) 0.1 내지 10중량%를 혼합하여 추가 혼합물을 제조하는, 추가 혼합물 제조 단계;
    상기 추가 혼합물을 10 내지 60분 동안 2000 내지 4000rpm으로 교반하여 부동 혼합물을 제조하는, 부동 혼합물 제조 단계;를 포함하고,
    상기 혼합물 제조 단계는,
    전체 제 2 혼합물 중량 대비, 상기 부동 혼합물 1 내지 10중량%와 상기 혼합 용액 90 내지 99중량%를 혼합한 후 20 내지 25℃에서 1 내지 10시간 동안 교반하여 제 2 혼합물을 제조하며,
    상기 교반 단계는,
    상기 제 2 혼합물을 20 내지 25℃에서 1 내지 10시간 동안 1000 내지 2000rpm의 속도로 1차 교반한 후 5 내지 30분 동안 2000 내지 4000rpm의 속도로 2차 교반한 후 여과하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 폐기물의 선별을 통한 재활용 공법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102279666B1 (ko) 2020-06-11 2021-07-20 대영 사회적협동조합 플라스틱 재활용 폐기물 수거 장치 및 이를 이용한 플라스틱 폐기물 재활용 처리 방법
KR102374303B1 (ko) 2020-10-08 2022-03-16 주식회사 조이첨단소재 폐자재 재생장치
KR102400128B1 (ko) * 2021-10-21 2022-05-18 한밭대학교 산학협력단 폐마스크 처리 장치
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KR102618233B1 (ko) 2023-07-07 2023-12-27 시미크 주식회사 재생 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 제조방법, 유분과 금속물을 포함하는 불순물 제거 장치, 유분과 금속물을 포함하는 불순물 제거 장치를 이용한 재생 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 제조방법

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