KR20230016837A - 로터리 킬른 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐이차 전지의 양극 물질로부터 유가 금속을 회수하는 로터리 킬른을 제공함에 있다.
본 발명은 기대 상면의 가로방향에서 전방으로부터 후방으로 가며 점차 내려앉는 기울기로 설치됨과 아울러 별도의 구동원으로 회전하는 드럼형의 동체를 가지며, 이 동체의 전ㆍ후단으로는 폐이차 전지 양극물질인 파쇄 처리물의 공급을 위한 스크루 피더가 구비되는 유입단과 유출단, 그리고 동체의 회전으로 처리물이 이송되게 하면서 그 외벽 둘레에 구비되는 히터의 발열로 반응시켜 유가 금속이 회수되게 하는 로터리 킬른으로써, 동체의 유입단으로 삽입되는 스크루 피더 뒷부분 둘레로 중첩 구비되어 동체 내의 발열에 의해 반응 이전 처리물들이 스크루 피더 내에서 서로 뭉치지 않도록 수냉 또는 공냉 방식으로 냉각시키는 열교환 재킷과, 스크루 피더는 기대 상에 구비되는 레일을 타고 이동하는 대차를 이용해 상기 동체의 유입단 측으로 들락날락되게 한 것 및 동체의 유입 및 유출단들 각기는 기대 상에 구비되는 레일을 타고 동체의 전ㆍ후단으로 들락날락하면서 동체로부터 분리 또는 결합되게 한 것을 포함하여서, 열교환 재킷을 이용해 스크루 피더 내에서의 처리물 뭉침 현상을 방지함과 아울러 상기 유입 및 유출단들이 상기 동체로부터 간단히 분리되어 동체의 내부 청소를 용이하게 이룬다.
본 발명은 기대 상면의 가로방향에서 전방으로부터 후방으로 가며 점차 내려앉는 기울기로 설치됨과 아울러 별도의 구동원으로 회전하는 드럼형의 동체를 가지며, 이 동체의 전ㆍ후단으로는 폐이차 전지 양극물질인 파쇄 처리물의 공급을 위한 스크루 피더가 구비되는 유입단과 유출단, 그리고 동체의 회전으로 처리물이 이송되게 하면서 그 외벽 둘레에 구비되는 히터의 발열로 반응시켜 유가 금속이 회수되게 하는 로터리 킬른으로써, 동체의 유입단으로 삽입되는 스크루 피더 뒷부분 둘레로 중첩 구비되어 동체 내의 발열에 의해 반응 이전 처리물들이 스크루 피더 내에서 서로 뭉치지 않도록 수냉 또는 공냉 방식으로 냉각시키는 열교환 재킷과, 스크루 피더는 기대 상에 구비되는 레일을 타고 이동하는 대차를 이용해 상기 동체의 유입단 측으로 들락날락되게 한 것 및 동체의 유입 및 유출단들 각기는 기대 상에 구비되는 레일을 타고 동체의 전ㆍ후단으로 들락날락하면서 동체로부터 분리 또는 결합되게 한 것을 포함하여서, 열교환 재킷을 이용해 스크루 피더 내에서의 처리물 뭉침 현상을 방지함과 아울러 상기 유입 및 유출단들이 상기 동체로부터 간단히 분리되어 동체의 내부 청소를 용이하게 이룬다.
Description
본 발명은 폐이차 전지의 양극 물질로부터 유가 금속을 회수하는 로터리 킬른에 관한 것이다.
이차 전지는 양극 활물질로 안정된 충ㆍ방전과 높은 전자 전도성으로 특성이 우수하며 열적 안정성이 뛰어남과 아울러 경량의 특성을 지니고 있어 소형 휴대 장비의 전력원으로 주로 많이 사용되고 있는데, 그러한 이차 전지는 사용 수명이 제한적인 소모품으로 사용량에 따라 폐기량이 증가하고 있어 폐이차 전지에 의한 환경 오염 방지와 재자원화가 요구되고 있는 것이다.
이러한 폐이차 전지에서는 비교적 고가인 리튬ㆍ니켈ㆍ코발트 및 망간 등의 유가 금속들이 다량 함유되어 있어 폐 이차 전지의 유가 금속 회수를 위한 재자원화 기술에 대하여 현재까지 여러 가지가 개발되고 있다.
폐이차 전지의 유가 금속 회수는 대략 폐전지를 파쇄해 산침출 공정을 거쳐 침전법이나 용매 추출법 등으로 이루게 하고 있는 것으로, 기계 설비와 환경 방지 시설 투자가 요구됨과 아울러 설비가 복잡하고 특히 사용된 용매의 폐수 처리 및 제조 단가 상승 문제, 그리고 회수율이 떨어지는 등의 많은 문제가 따르고 있는 것이다.
그리하여 근래에 와서는 폐이차 전지의 스크랩 배소 공정을 통해 전해액 제거로 무해화함과 아울러 정극 활물질을 결착시키고 있는 바인더를 분해하여 리튬 등 유가 금속이 회수되게 하고 있는 것으로, 이와 같은 배소 공정은 통상의 로터리 킬른이 주로 사용되고 있다.
폐이차 전지의 유가 금속 회수를 위한 로터리 킬른은 대략 가로방향에서 소정의 길이를 가지고 후방으로 가며 점차 내려앉는 기울기로 설치되는 드럼형의 동체를 가지며, 이 동체의 전ㆍ후단으로는 양극물질인 처리물의 공급을 위한 스크루 피더가 구비되는 유입부와 배출부가 구비됨 아울러 외벽 둘레에 히터가 중첩적으로 구비되어 있다.
그리고 이렇게 구성되는 로터리 킬른은 동체가 구동원을 이용하여 소정 속도로 회전되게 하며, 그 동체의 내벽 전장 길이에 걸쳐 구비되는 리본 스크루를 이용하여 유입부를 통해 공급되는 처리물이 동체 전단으로부터 후단으로 연속 이송되게 하면서 외벽 둘레에서 구비되는 히터의 발열에 의해 반응하여 소기의 유가 금속 회수를 이루게 된다.
그런데 이러한 로터리 킬른은 처리물이 유입구 측에 구비되는 스크루 피더 내에서 뭉침 현상이 빈번하게 일어나는, 즉 동체 내로부터 발생하는 고열에 의해 유입구 측의 스크루 피더 내에서 공급되는 처리물들의 뭉침이 일어나 공급 경로가 막히는 문제가 따르고 있다.
또 동체의 내에서 처리물 회수효율을 향상시키기 위해서는 반응 온도를 높일 필요가 있는데, 이때 반응 온도를 높일 경우 처리물들이 서로 뭉치게 되거나 동체의 내벽에 처리물들이 뭉쳐서 달라붙어 생산성을 저하시키는 문제가 따라 주기적으로 동체 내부를 청소시키어 주어야 하는 관리가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기에서와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 스크루 피더에서 처리물의 뭉침이 일어나지 않게 냉각시킴과 아울러 동체의 둘레에 충격을 가하여 처리물 반응 과정에서 처리물들이 내벽으로 달라붙지 않게 하며, 그리고 동체의 유입 및 유출단이 간단히 분리 결합되어 내부 청소 작업을 간편히 이루도록 한 로러티 킬른을 제공함는 것이다.
이러한 본 발명의 목적은 폐이차 전지의 양극 물질로부터 유가 금속을 회수하는 로터리 킬른을 제공함에 있다.
본 발명은 기대 상면의 가로방향에서 전방으로부터 후방으로 가며 점차 내려앉는 기울기로 설치됨과 아울러 별도의 구동원으로 회전하는 드럼형의 동체를 가지며, 이 동체의 전ㆍ후단으로는 폐이차 전지 양극물질인 파쇄 처리물의 공급을 위한 스크루 피더가 구비되는 유입단과 유출단, 그리고 동체의 회전으로 처리물이 이송되게 하면서 그 외벽 둘레에 구비되는 히터의 발열로 반응시켜 유가 금속이 회수되게 하는 로터리 킬른으로써, 동체의 유입단으로 삽입되는 스크루 피더 뒷부분 둘레로 중첩 구비되어 동체 내의 발열에 의해 반응 이전 처리물들이 스크루 피더 내에서 서로 뭉치지 않도록 수냉 또는 공냉 방식으로 냉각시키는 열교환 재킷과, 스크루 피더는 기대 상에 구비되는 레일을 타고 이동하는 대차를 이용해 상기 동체의 유입단 측으로 들락날락되게 한 것 및 동체의 유입 및 유출단들 각기는 기대 상에 구비되는 레일을 타고 동체의 전ㆍ후단으로 들락날락하면서 동체로부터 분리 또는 결합되게 한 것을 포함하여서, 열교환 재킷을 이용해 스크루 피더 내에서의 처리물 뭉침 현상을 방지함과 아울러 상기 유입 및 유출단들이 상기 동체로부터 간단히 분리되어 동체의 내부 청소를 용이하게 이룬다.
본 발명에 따른 로터리 킬른에 의하면, 처리물의 공급이 원할하고 동체의 내벽에 처리물들이 달라붙는 것을 방지함과 아울러 처리 효율을 높이며, 동체의 내부 청소가 간편 용이하여 장치의 유지 및 관리가 우수한 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 로터리 킬른의 전체적인 구성을 개략적으로 보여 주는 정면도.
도 2는 본 발명 로터리 킬른에 적용되는 스크루 피더 부분을 동체로부터 발췌하여 보여 주는 단면도.
도 3은 도 1의 A 부분을 발췌하여 보여 주는 단면도.
도 4 는 본 발명 로터리 킬른의 스크루 피더가 동체로부터 분리되는 모습을 보여 주는 설명도.
도 5는 본 발명 로터리 킬른의 동체 전후방에 구비되는 유입 및 유출단들이 동체로부터 분리되는 모습을 보여 주는 설명도.
도 2는 본 발명 로터리 킬른에 적용되는 스크루 피더 부분을 동체로부터 발췌하여 보여 주는 단면도.
도 3은 도 1의 A 부분을 발췌하여 보여 주는 단면도.
도 4 는 본 발명 로터리 킬른의 스크루 피더가 동체로부터 분리되는 모습을 보여 주는 설명도.
도 5는 본 발명 로터리 킬른의 동체 전후방에 구비되는 유입 및 유출단들이 동체로부터 분리되는 모습을 보여 주는 설명도.
다음 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하겠다. 도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 로터리 킬른이 상세하게 도시되어 있다.
본 발명은 폐이차 전지의 스크랩 배소 공정을 통해 전해액 제거로 무해화함과 아울러 정극 활물질을 결착시키고 있는 바인더를 분해하여 리튬 등 유가 금속이 회수되게 하는 로터리 킬른을 제공하는 것이다.
도면에서 10은 기대이다. 이 기대(10) 상면의 일측에 폐이차 전지의 스크랩인 처리물 공급을 위한 호퍼(20)가 구비된다.
기대(10)의 상면 타측에는 가로방향에서 전방으로부터 후방으로 가며 점차 내려앉는 기울기로 설치됨과 아울러 별도의 구동원으로 회전하는 드럼형의 동체(30)가 설치된다.
동체(30)의 전ㆍ후단으로는 폐이차 전지 양극물질인 파쇄 처리물의 공급을 위한 스크루 피더(40)가 구비되는 유입단(32)과 유출단(34), 그리고 동체(30)의 회전으로 처리물이 이송되게 하면서 그 외벽 둘레에 구비되는 히터의 발열로 반응시켜 소기의 유가 금속을 회수하게 될 것이다.
이와 같은 구성은 종래와 동일한 것이고, 본 발명에서의 핵심적인 기술은 스크루 피더(40) 내에서의 처리물 뭉침 현상을 방지함과 아울러 유입 및 유출단들(32,34)이 동체(10)로부터 간단히 분리되어 동체의 내부 청소를 용이하게 한 것에 그 특징이 있다.
본 발명은 동체(30)의 유입단(32)으로 삽입되는 스크루 피더(40) 뒷부분 둘레에 중첩적으로 설치되는 열교환 재킷(50)을 구비하여 동체(30) 내에서의 발열에 의해 반응 이전 처리물들이 스크루 피더(40) 내에서 서로 뭉치지 않도록 수냉 또는 공냉 방식으로 냉각되게 한다.
또 스크루 피더(40)는 기대(10) 상에 구비되는 레일(12)을 타고 이동하는 대차(60)를 이용해 동체(30)의 유입단(32) 측으로 들락날락되게 하고 있다.
또한 동체(30)의 유입 및 유출단들(32,34) 각기는 그 하부에 바퀴(33)를 구비하여 기대(10) 상에 구비되는 레일(12)을 타고 동체(30)의 전ㆍ후단으로 들락날락하면서 동체(30)로부터 분리 또는 결합되게 한다.
이렇게 구성되는 본 발명 로터리 킬른은 열교환 재킷(50)을 이용해 스크루 피더(40) 내에서의 처리물 뭉침 현상을 방지함과 아울러 동체(30)의 유입 및 유출단들(32,34)이 동체(30)로부터 간단히 분리되어 새로운 처리물의 교체 시 동체(30) 내부를 간편히 청소시킬 수 있어 작업성은 물론 유지 및 관리성이 우수하게 된다.
그리고 동체(30)의 둘레에 처리물이 반응 과정에서 동체(30) 내벽에 뭉쳐 달라붙는 것을 진자 운동 충격으로 털어내는 적어도 하나 이상의 타격 부재들(80)이 방사상으로 설치된다. 이때 타격 부재(80)는 동체(30)의 전장 길이에서 처리물들이 달라붙는 예상 지점을 선택하여 일렬로 배치될 것이다.
타격 부재(80)는 동체(30)의 둘레 정착되는 축수(82)와, 이 축수(82)에 일단이 축핀(84a)으로 결합되어 자유로이 회전되고 타단은 무게 추(84b)가 구비되는 해머(84)로 이루어서, 동체(30)의 위쪽 구간에서는 접혀 있다 동체(30)의 아래 구간에서는 펼쳐지는 진자 운동을 동체(30)의 회전 중에서 연속적이고 반복적으로 이루면서 동체(30) 둘레에서 충격을 가하여 동체(30) 내벽에 처리물이 달라붙는 것을 방지 또는 달라붙은 처리물을 강제적으로 털어내게 된다.
그러면 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 로터리 킬른의 작동을 설명하겠다.
먼저, 도 4 는 로터리 킬른의 스크루 피더(40)가 기대(10) 상에서 레일(12)을 타고 이동하는 대차(60)를 이용하여 동체(30)로부터 분리된 모습을 보여 주는 설명도로서, 스크루 피더(40)의 수리나 교체 시 또는 동체(30)의 내부 청소 작업 시 선행적으로 스크루 피더(40)를 동체(30)로부터 분리해 낸다.
도 5는 본 발명 로터리 킬른의 동체(30) 전후방에 구비되는 유입 및 유출단들(32,34)이 기대(10)의 레일(12)을 타고 간단히 동체(30)로부터 분리되는 모습을 보여 주는 설명도로서, 유입 및 유출단들(32,34)이 분리되면 동체(30) 전ㆍ후단은 개구되어 작업자가 자유로이 들어가 동체(30) 내부를 청소시키게될 것이다.
따라서, 로터리 킬른에서 이전 처리물과 새로운 처리물의 교체 시 동체(30) 내부의 청소를 보다 간편하게 이뤄 장치의 유지 및 관리가 용이하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.
10: 기대
30: 동체 32: 유입단 34: 유출단
40: 스크루 피더
50: 열교환 재킷
60: 대차
80: 타격 부재 82: 축수 84: 해머
30: 동체 32: 유입단 34: 유출단
40: 스크루 피더
50: 열교환 재킷
60: 대차
80: 타격 부재 82: 축수 84: 해머
Claims (3)
- 기대 상면의 가로방향에서 전방으로부터 후방으로 가며 점차 내려앉는 기울기로 설치됨과 아울러 별도의 구동원으로 회전하는 드럼형의 동체를 가지며, 이 동체의 전ㆍ후단으로는 폐이차 전지 양극물질인 파쇄 처리물의 공급을 위한 스크루 피더가 구비되는 유입단과 유출단, 그리고 상기 동체의 회전으로 처리물이 이송되게 하면서 그 외벽 둘레에 구비되는 히터의 발열로 반응시켜 유가 금속이 회수되게 하는 로터리 킬른으로써,
상기 동체의 유입단으로 삽입되는 상기 스크루 피더 뒷부분 둘레로 중첩 구비되어 상기 동체 내의 발열에 의해 반응 이전 처리물들이 상기 스크루 피더 내에서 서로 뭉치지 않도록 수냉 또는 공냉 방식으로 냉각시키는 열교환 재킷;
상기 스크루 피더는 상기 기대 상에 구비되는 레일을 타고 이동하는 대차를 이용해 상기 동체의 유입단 측으로 들락날락되게 한 것; 및
상기 동체의 유입 및 유출단들 각기는 상기 기대 상에 구비되는 레일을 타고 상기 동체의 전ㆍ후단으로 들락날락하면서 상기 동체로부터 분리 또는 결합되게 한 것을 포함하며,
여기서, 상기 열교환 재킷을 이용해 스크루 피더 내에서의 처리물 뭉침 현상을 방지함과 아울러 상기 유입 및 유출단들이 상기 동체로부터 간단히 분리되어 동체의 내부 청소를 용이하게 한 것을 특징으로 하는 로터리 킬른. - 제1항에 있어서,
상기 동체의 둘레에 처리물이 반응 과정에서 상기 동체 내벽에 뭉쳐 달라붙는 것을 진자 운동 충격으로 털어내는 적어도 하나 이상의 타격 부재들이 구비된 것을 더 포함하는 로터리 킬른. - 제2항에 있어서,
상기 타격 부재는 상기 동체의 둘레 정착되는 축수와, 이 축수에 일단이 축핀으로 결합되어 자유로이 회전되고 타단은 무게 추가 구비되는 해머로 이룬 로터리 킬른.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116425123A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-07-14 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用工业副产石膏制备硫化钙的装置系统及方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101927044B1 (ko) | 2017-06-12 | 2019-03-12 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 로터리 킬른 및 이를 이용한 폐 리튬 이온전지의 유가금속 환원방법 |
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2021
- 2021-07-27 KR KR1020210098327A patent/KR20230016837A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101927044B1 (ko) | 2017-06-12 | 2019-03-12 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 로터리 킬른 및 이를 이용한 폐 리튬 이온전지의 유가금속 환원방법 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116425123A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-07-14 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用工业副产石膏制备硫化钙的装置系统及方法 |
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