폐자동차 Tail Lamp 재활용을 위한 마찰하전정전선별 기술개발
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2014
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45-45(1쪽)
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지구 부존자원의 채굴량 한계, 산업규모의 증가 등으로 인해 수요에 비해 공급량 부족 현상이 발생할 것으로 예상됨에 따라 이미 사용수명이 다한 폐기물로부터 유효한 자원을 다시 회수하는 재활용 이슈가 부각되고 있다. 특히, 근대화된 도시로부터 발생하는 폐기물은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이 중 자동차의 경우, 전기·전자제품과 더불어 주요 도시광산으로써 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다.
국민생활 수준의 향상으로 내수시장이 확대되어 현재 우리나라의 자동차 등록대수는 1,950만 여대에 이른다. 이로 인하여 폐자동차의 발생량도 1999년부터 지금까지 일시적인 감소를 제외하고는 꾸준히 증가하여, 2013년에는 77만 여대의 폐자동차가 발생하였다. 이중 일부는 중고차로서 수출되고 대부분은 해체되어 재활용 대상이 된다. 폐자동차의 해체공정을 살펴보면, 최초 해체업자에게 인도되어 유용 부품이 회수된 후, 압축하여 슈레더 업체로 옮겨지며 이렇게 압축된 차량을 press body라고 한다. Press body에서 철, 비철금속 등의 유가금속을 회수하기 위한 슈레더 공정을 거치고 나면, 재이용이 곤란한 합성수지, 유리, 고무 등의 잔재물이 남는데, 이러한 잔재물을 ASR(Automobile Shredder Residue) 또는 SD (Shredder Dust)라고 한다.
자동차 중량의 25%를 차지하는 ASR은 금속에 비해 재활용률이 낮고 관련 기술이나 인프라가 구축되어 있지 않아 대부분 소각이나 매립에 의하여 처리되고 있다. 소각하여 감용화 하는 것이 가능한 고체 산업폐기물은 소각하여 매립하는 것이 일반적이지만, ASR의 소각이나 매립은 폐자동차의 재활용율 감소와 매립지의 부족, 환경오염 문제 등을 야기하고 있어 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다. 또한 유럽을 중심으로 폐자동차 재활용률 95% 달성을 위해 강력한 규제가 제정되어 시행되고 있다. 우리나라 또한 선진국의 추세를 따라 2015년 까지 재활용률 95% 이상 달성을 목표로 하고 있다. 따라서 폐자동차 중량의 25%를 차지하는 ASR의 재활용은 폐자동차 재활용률 달성을 위하여 필수적이다.
본 연구에서는 폐자동차의 재활용율 향상을 위하여 전량 소각 및 매립에 의해 처리되고 있는 폐자동차의 tail lamp를 해체공정에서 회수하고, 마찰하전형정전선별법을 적용하여 재질분리 연구를 수행하였다. 본 선별법은 물질의 일함수 값 차를 이용한 것으로 물질을 마찰·충돌시키고, 반대 극성으로 하전된 물질을 높은 전기장으로 통과시켜 분리하는 기술이다. 본 연구에서는 폐자동차 tail lamp의 효율적인 재질분리를 위하여 하전물질에 따른 tail lamp 플라스틱의 하전극성과 하전량을 faraday cage법으로 조사하여 하전물질을 선정하였다. 그리고 선정된 하전물질을 사용하여 연속처리가 가능한 마찰하전정전선별장치를 개발하였으며, 폐자동차 tail lamp를 대상으로 전압 세기, 공기 속도, 분리대 위치, 상대 습도 등의 다양한 조건을 변화하며 최적 분리조건 및 분리효율을 규명하여 대상 시료의 본 선별법을 통한 분리 가능성을 확인하고자 하였다.
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