본 연구에서는 스크랩의 선별처리를 고속화하기 위한 방안으로 라인스캔 카메라를 이용한 색도인식 스크랩 선별시스템을 설계 제작하고 제작한 시스템을 이용하여 철 스크랩에 혼합되어 있는 Cu 스크랩을 자동으로 분리하는 시험연구를 행하였다. 스크랩선별 시스템은 크게 측정부, 이송부 및 ejector로 구분되며 이송되어 오는 스크랩 표면의 색도를 인식함으로써 임의로 지정한 특정한 표면색상의 스크랩만을 분리 하도록 되어 있다. 또한 본 연구에서는 선별처리의 고속화에 대응하기 위한 최적의 광원을 도출하기 위하여 주파수 가변 광원시스템을 제작하고 이를 이용하여 최적의 광원을 도출하였다. 도출된 최적의 광원조건하에서 철스크랩중에 혼입되어 있는 Cu 스크랩을 분리하는 선별시험을 행한 결과, 스크랩 이송속도가 15 m/min.에서 90% 이상의 인식효율과 약 75%이상의 분리효율을 나타내어 향후 고효율의 ejecting 시스템이 구현된다면 산업적으로 적용가능성이 매우 높은 것으로 판단되었다.
한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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pp.240-242
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2005
본 연구에서는 생활폐기물 소각장에서 발생하고 있는 바닥재를 이용하여 각 입도에 대해 자력의 세기에 따라 철/비철선별 하였다. 자력의 세기에 따른 분리량과 분리된 산물의 철함 유량을 조사함으로써 자력 및 비철 효율을 파악하고자 하였다. 또한, 비철 선별기를 사용하여 비철 선별 효율을 조사하였다. 자력선별결과, 자력의 세기가 증가할수록 자력선별에 의해 분리량이 증가하였으나, 분리된 산물의 철함유량은 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 자력세기의 증가가 철회수량의 증가보다는 불순물의 혼입량을 증가시키는 것으로 생각된다. 비철의 경우, 입자크기가 커짐에 따라 분리율이 높았으며, 4.75mm이상에서는 대부분의 비철이 회수되었다.
본 연구에는 대부분 매립이나 소각에 의해 처리되고 있는 폐플라스틱을 재활용할 수 있는 선별기술 개발을 목적으로 물리적 선별 방법인 마찰하전형정전선별법을 이용해 플라스틱 재질분리 실험을 수행하였다. 이때 PVC와 ABS 분리 실험의 최적조건은 전극판의 전극 세기 20,000 (volt) 이상, 공기압 2(kg/$\textrm{cm}^2$), 입도 2mm이하, 습도함량이 40% 이하였으며, ABS grade와 recovery가 각각 약 98%와 97%, PVC 함량 2% 이하인 선별기술을 개발하였다.
가. 작업별 시험결과 1) 마늘쪽 분리·선별작업 o 마늘쪽 분리기는 통마늘을 1 또는 2∼3쪽으로 분리하여 1차 선별하고, 마늘쪽 선별기는 분리된 마늘을 3단계로 선별되며 작업성능은 시간당 60접 이상을 분리 및 선별할 수 있다. o 개발된 마늘쪽 분리기와 선별기는 소형 경량이며 취급조작이 편리한 기종하고 작업성능이 높고 손상률이 적어 '01년도에 60대가 농가 보급되었으며 '02년도에는 확대 보급될 전망이다. 2) 파종작업 o 작업성능은 경운기용 파종기 2시간/10a, 승용관리기용 직립파종기는 1시간/10a으로 능률적이었으며 작업정도와 생육상태가 양호하였다. o 지역별 파종작업 체계 -난지형 마늘 파종은 직립파종을 하며 제주, 남해 등은 마늘을 파종한 후 10-11월 줄기가 자랐을 때 무공비닐을 피복하고 줄기를 유인하며, 무안은 유공비닐을 피복하고 구멍에 마늘의 1/2 또는 2/3만 묻히도록 파종하며 별도의 줄기유인 작업은 하지 않는다. 의성지역의 한지형 마늘은 트랙터로 쇄토정지후 보행관리기로 골을 내고 인력으로 마늘을 놓으면 관리기가 다음 골을 내면서 복토하는 체계이다. 3) 마늘 수확작업 -마늘 수확기는 난지형 마늘 수확에는 효과가 적으나, 한지형과 같이 깊게 파종하여 인력으로 뽑기 어려운 재배지역에서는 필요한 기종이며, 토양수분이 많으면 굴취된 마늘과 혼이 진동판에 걸려 작업상태가 불량하므로 마늘과 흙의 이송이 원활토록 진동판 형상 및 적정 진폭 구명이 요구됨 4) 마늘줄기 절단작업 -난지형 마늘은 포장에서 건조후 단기간(1-2주)내에 줄기절단을 해야하므로 기계환가 시급하나 한지형 마늘은 아직도 대부분 줄기를 자르지 않고 묶어서 판매하고 있어 기계화의 시급도는 떨어짐 5) 마늘 선별작업 -마늘선별기는 작업성능이 높고 5등급으로 균일 선별되었으며 손상도 없었으나, 기계가 크고 무거워 이동이 곤란하고 가격이 비싸므로 선별등급을 3∼4단계로 줄이고 소형 농가보급형으로 개량제작이 요구됨. 나. 마늘재배 일관기계화에 의한 노동투하시간과 비용 -종자준비부터 통마늘선별까지의 일관기계화로 투입된 주요작업의 노력은 75∼76%가 절감되고, 재배규모 3ha기준시 비용은 44-53%절감되었음.
폐 컴퓨터 기판(Printed Wiring Boards, PWBs)은 다양한 종류의 금속 및 합금류, 각종의 유기 및 무기화합물 등으로 구성되어 있다. 따라서 폐 기판에 포함된 유가물을 경제적인 방법으로 분리 회수하면 2차 자원으로써 활용가치가 매우 클 것으로 판단되어, 물리적인 선별기술에 의하여 유가금속을 분리 회수하는 데에 따른 특성 연구를 행하였다. 본 연구에는 폐 컴퓨터 기판에 탑재된 소켓류와 칩류를 탈리한 다음 소켓류, 칩류 및 보드류로 분리하여 각각의 산출물의 특성에 따른 적절한 물리적 분리선별 기술을 적용하였다. 소켓류를 파쇄하여 입자크기를 -2.36 mm/+1.18 mm 범위로 조절한 다음 건식 자력선별을 실시하였을 때, 자성산물의 약 97 wt%가 금속류였다. 칩류의 경우에는 -2.36 mm1+0.15 nun의 크기로 분쇄하고 공기분급 및 건 식 자력선별을 행하여 Fe-Ni 97%, Cu 95%를 각각 회수할 수 있었다. 보드류의 경우에는 금속류가 얇게 프린트 된 상태이기 때문에 가능한 단체분리 효과를 향상시키기 위하여 ball mill로 분쇄하였으며, 공기 분급기에 의한 정밀 분급을 행하여 Cu 77%를 회수할 수 있었다.
최근, 국내에서 MBT(Mechanical Biological Treatment) 처리시설이 건설되어 운영 중에 있으며, 생활폐기물 등이 분리선별되어 재활용되고 있다. 그러나, 생활폐기물의 입도가 불균질하고, 분리선별을 하기 위해서 일정입도 이하로 파쇄하여야 하므로 운영상의 문제점이 발생하게 된다. 또한, 생활폐기물내 유기성분의 분리선별이 어려워서, 재활용 물질의 이용이 어려운 실정이라 이에 대한 대책이 요구된다. 본 연구에서는 1ton/batch 규모의 반응기에 과열증기를 사용하여 각 반응인자에 따른 생활폐기물 분리선별 효율을 파악하였으며, 유기성분 분해에 따른 생활폐기물 입도특성의 변화를 고찰하였다.
자력선별장비는 일반적으로 광산업 및 재활용 분야에서 사용되어 왔으며, 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있다. 자력선별장비는 비철재료로부터 철 스크랩 분리를 위한 조립자용 선별장비와 3 mm 이하 미립 강자성체를 농축하기 위한 미립자용 선별장비로 구분된다. 또한 미립자용 선별장비는 저자력 선별장비와 고자력 선별장비로 세분된다. 저자력 선별장비는 강자성체나 높은 자화율의 상자성체를 분리하는데 사용되고, 고자력선별장비는 낮은 자화율의 상자성체를 분리하는데 사용된다. 저자력 및 고자력 선별장비 모두 습식과 건식으로 활용된다. 최근 0.7 Tesla미만 영역에서 활용되는 전자석 고구배자력선별장비는 1980년대 이후 상용화된 희토류 영구자석으로 제조된 자력선별장비로 점진적으로 대체되는 추세이며, 환경분야와 생물분야에서 합성자성물질과 관련된 나노기술의 확대는 향 후 자력선별기술의 발전에 긍정적으로 기여할 것으로 기대된다.
벼 도열병 저항성 조절과정을 연구하는 효율적인 방법은 돌연변이를 분리하여 해당유전자를 분석하는 것이다. 이를 위하여 벼에서 제조된 4가지 돌연변이 집단을 이용하여 도열병 저항성 돌연변이를 분리하였다. 실험재료로는 1) fast neturon을 처리하여 제조된 Moroberekan 2,000 라인, 2)T-DNA의 형질전환에 의해서 제조된 화영 1,000 라인, 3)DEB처리에 의해서 제조된 RIL260 3,000라인, 4) gamma ray 처리에 의해서 제조된 상해향혈나 10,000 라인 등이 사용되었다. 병 저항성이 감소된 돌연변이의 분리를 위하여 재료로 사용된 벼 품종과 비친화적 상호작용을 보이는 균주의 포자를 2-3주된 벼 잎에 직접 살포하는 방법을 이용하였다. 균주 접종 7 일 후에 blast lesion을 형성하거나 lesion mimic 표현형을 보이는 돌연변이 등 병저항성이 감소된 라인을 선별하였다. 현재까지 1) Moroberakan 5 라인, 2) 화영 4 라인, 3) RIL260 1 라인 등이 선별되었다. 이와 함께 병저항성이 현저히 증가된 돌연 변이를 선별하기 위하여 친화적인 균주를 사용한 실험에서는 상해향렬나 2 라인이 선별되었다. 선별된 돌연변이는 벼 도열병 저항성 유전자의 분리 및 저항성 조절기작을 연구하는데 효과적으로 사용될 것이다.
본 연구에서는 건설폐기물의 실질적인 재활용율을 높이고자 건설폐기물의 발생단계인 해체공사 현장에서 사용할 수 있는 소형의 이동식 분리 선별 장치를 개발하고 이에 대한 선별 효율성능을 평가하였다. 개발한 장치는 상당수의 해체현장이 도심지에 소재한다는 점을 고려하여 협소한 현장여건과 해체현장에서 수행되는 다양한 공정을 고려하여 $15m^2$ 면적 이내에서 1개의 암롤박스를 하루에 처리할 수 있는 16ton의 용량의 이동식 소형 분리 선별 장치를 개발하였다. 개발한 장치의 효율성능을 평가하기 위하여 트롬멜 회전속도 RPM 2~3, 4~6, 7~8에 대하여 10회씩 분리 선별을 실시하였고 그 결과 RPM 6~7에서 가장 높은 약 90%의 효율로 투입폐기물을 성상별로 분리하였다.
본 연구에서는 마찰하전정전선별을 적용하여 폐자동차 라디에이터의 Nylon을 회수하기 위한 재질분리 연구를 수행하였다. 시료(Nylon, PP glass)의 효율적인 재질분리를 위하여, 각각의 시료를 대상으로 다양한 하전재질에 따른 하전극성과 하전량을 faraday cage로 조사하였다. 그리고 시료를 분극할 수 있는 재질을 대상으로 기초 분리실험을 수행하여 하전재질을 선정하였다. 선정된 하전재질을 사용하여 연속처리가 가능한 마찰하전정전선별 장치를 개발하였으며, 다양한 조건별로 분리실험을 수행하여 시료의 회수 가능성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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