전자 스크랩 재활용의 발전을 이끄는 센서 기반 선별 기술
유엔의 글로벌 전자 스크랩 모니터 20201에 따르면 2030년까지 전 세계 전자 스크랩은 7,400만 미터톤(Mt)에 달할 것이며, 이는 세계에서 가장 빠르게 증가하는 폐기물 스트림이 될 것으로 예상됩니다. 전자 스크랩에는 TV, PC, 휴대폰, 세탁기, 냉동고, 진공 청소기 등의 가전제품과 일부 어린이 장난감 등 다양한 폐기 전자 제품이 포함됩니다. 일반적으로 복잡한 물질이 혼합되어 있으며, 그 중 일부는 위험하므로 신중하게 취급해야 합니다. 또한 전자 스크랩에는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 금, 은, 구리, 황동, 인듐, 백금 등 귀중하고 희소성 있는 원료가 상당량 포함되어 있는 경우가 많습니다.
EU는 전자 폐기물 관리에 관한 두 가지 지침을 두고 있습니다. 2003년에 도입된 WEEE(전기전자 폐기물) 지침과 RoHS(유해물질 제한) 지침입니다.
WEEE 지침은 1차적으로 전자 폐기물을 방지하고 2차적으로 귀중한 원재료의 재사용, 재활용 및 회수를 촉진함으로써 지속 가능한 생산과 소비에 기여하는 것을 목표로 합니다.
RoHS 지침은 인간의 건강과 환경에 미치는 위험을 방지하기 위해 유럽 제조업체가 시장에 출시하는 새로운 전자 장비의 물질 함량에 대한 제한을 규정하고 있습니다. 전자 스크랩의 경우, 이는 유해 물질을 안전하게 제거하는 것을 의미합니다.
센서 기반 선별 전 사전 파쇄
법률을 준수하는 것 외에도 전자 스크랩 처리업체의 전반적인 목표는 가능한 한 순수한 귀중한 2차 원료를 비용 효율적으로 회수하는 것입니다. 그렇지 않으면 매립지로 보내지거나 제대로 처리되지 않을 것입니다.
전자 스크랩의 처리는 재료 유형과 사용되는 기술에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 일부 처리 시설은 대규모 파쇄 기술을 사용하는 반면, 다른 시설에서는 재료를 수동으로 해체하거나 자동화 또는 이 두 가지를 조합하여 사용하는 경우도 있습니다.
센서 기반 선별 기술로 선별하기 전에 전자 스크랩을 파쇄하는 것은 공정의 필수 단계입니다. 사전 파쇄, 해머 밀 또는 수직 파쇄기를 사용하여 인쇄 회로 기판(PCB), 케이블 및 귀금속과 같은 귀중한 구성품을 회수하고 배터리, 커패시터 및 기타 유해 물질을 안전하게 제거할 수 있습니다.
다양한 재료를 대상으로 유연한 센서 기반 선별 기술 사용
전자 스크랩 재활용 공장을 설계할 때 '일체형' 솔루션은 없지만, 대규모 공장에는 일반적으로 사전 파쇄 및 배터리와 같은 위험 물질과 대형 PCB와 같이 쉽게 선별할 수 있는 귀중품을 수동으로 처리하는 첫 번째 단계가 포함됩니다.
그 후, 일반적으로 두 번째 파쇄 단계를 사용하여 추가 선별에 적합하도록 재료의 크기를 줄입니다. 자석이 철분을 제거한 후 재료를 스크리닝하여 나중에 보다 효율적인 센서 기반 선별을 보장합니다. 사전 파쇄가 이루어지면 제품 수율을 높이고 순도를 크게 높인 재료 분획물을 생성하며 유해 물질을 감지할 수 있는 다양한 유연한 센서 기반 선별 솔루션이 있습니다.
• 알루미늄 타겟팅 - 일반적인 공장 설계에서는 와전류 분리기를 사용하여 알루미늄, 구리, 황동 및 PCB(Zorba)가 혼합된 비철 금속을 제거합니다. 비철 금속을 제거하면 X-TRACT™ 장치를 도입하여 중금속에서 고순도 알루미늄을 매우 정확하게 분리할 수 있습니다. X-TRACT™는 X-Ray 기술을 사용하여 밀도를 기반으로 재료를 감지합니다. 소프트웨어 기반 솔루션은 마그네슘과 같은 중금속 이물질을 배출하여 프리미엄 재용융 품질의 재활용 알루미늄을 보장할 수 있습니다.
• 고부가가치 비철금속 회수에 주목 - X-TRACT™ 기술이 알루미늄을 중금속에서 분리한 후, 남은 비철금속 혼합물은 COMBISENSE™ 장치를 통해 추가로 선별될 수 있다. COMBISENSE™는 구리, 황동, 회색 금속 및 PCB와 같은 다양한 금속을 색상 및 전자기적 특성에 따라 선별합니다. COMBISENSE™ 장치를 사용하여 일련의 추가 선별 단계를 거치면 PCB 및 구리와 같은 다양한 대상 중비철금속 최종 제품의 순도를 크게 높일 수 있습니다. 통과하는 각 물체의 금속 함량, 색상, 모양 및 크기를 식별하고 대상 분획물이 회수됩니다.
• 비금속에서 금속 타겟팅 - 투입 재료가 와전류 분리기를 통과한 후 떨어지는 재료는 플라스틱 및 기타 비금속으로 구성되지만 스테인리스 스틸, 구리 와이어, 플라스틱과 금속의 화합물, 일부 PCB 부품과 같이 와전류 분리기에 의해 제거되지 않는 금속도 포함됩니다. 이 단계에서는 전자기장을 사용하여 다양한 금속을 인식하는 FINDER™ 장치를 사용하여 비금속에서 모든 금속을 회수할 수 있습니다.
이를 통해 귀중품이 플라스틱으로 손실되는 것을 최소화하고 나중에 플라스틱 최종 제품의 품질을 보장할 수 있습니다. FINDER™ 장치는 매우 유연하며 고객의 목표 물질에 따라 스테인리스 스틸과 구리 와이어를 구분하고 깨끗한 비금속 분획물을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.
• 귀중한 플라스틱 타겟팅 - 전자 스크랩에서 플라스틱을 선별하고 회수하는 것은 필요한 분획물과 처리할 양에 따라 다양한 방식으로 수행할 수 있습니다. 다양한 센서 조합을 사용하여 서로 다른 플라스틱을 식별하고 분리하여 재사용 가능한 과립으로 변환할 수 있습니다. 전자 스크랩에는 브롬화 난연제와 같은 유해 물질 또는 잔류성 유기 오염물질(POP)이 포함되어 있으므로 재사용하거나 재활용해서는 안 됩니다. 당사의 X-TRACT 기술은 이러한 물질을 제거하는 데 사용할 수 있으며 AUTOSORT NIR 기술은 브롬화물 함량이 <1000ppm인 나머지 가시성 폴리머를 제거하는 데 사용할 수 있습니다. 이어서 비가시성 폴리머를 건조시키고 NIR 분광기를 사용하여 폴리머 유형별로 분류하여 재판매를 위해 개별 폴리머 그룹으로 선별할 수 있습니다.
공장 설계의 최신 개발
위에서 설명한 일반적인 전자 스크랩 공장 설계는 잘 입증되어 널리 사용되고 있지만, 최근 몇 년 동안 고객과 협력하여 새롭고 혁신적인 대체 응용 기술을 도입했습니다.
예를 들어, 당사는 최근 철 또는 소형 엔진에 부착된 와이어 번들과 같은 눈에 보이는 구리를 제거하기 위해 가시광선 분광기 센서를 사용하는 COMBISENSE™ 장치를 설치했습니다. 자기 분리 후 이 솔루션을 사용하면 철 분획물이 훨씬 더 깨끗해지고 제강소에서 육안 검사를 통과할 가능성이 훨씬 높아집니다.
일부 고객은 자석 바로 뒤에 와전류 분리기를 사용하는 대신 알루미늄과 구리와 같은 비철금속을 포함한 모든 금속을 회수하기 위해 FINDER™ 장치를 사용하기도 합니다. 이는 FINDER™ 장치 내의 레이저 물체 감지(LOD) 센서를 사용하여 이루어집니다. 따라서 대량의 재료인 플라스틱이 미리 제거되므로 후속 선별 단계를 거칠 재료가 줄어듭니다. 결과적으로 손실되는 금속이 거의 없고 금속을 업그레이드하는 것이 훨씬 쉬우며 더 작은 선별 장치만 필요하므로 장비에 필요한 설치 공간이 줄어듭니다.
마지막으로, 일부 고객이 구현한 또 다른 새로운 개발은 컬러 및 전자기 센서를 사용하는 COMBISENSE™ 장치 또는 근적외선 기술을 사용하는 AUTOSORT™ 장치를 사용하여 와전류 분리기에 들어가기 전에 PCB를 선별하는 것입니다. 이 단계에서 단 한 단계로 PCB를 회수하면 비철금속과 스테인리스 스틸 및 구리 분획물 모두에서 PCB를 선별할 필요가 없습니다. 이렇게 하면 선별 단계가 줄어들고 이후의 선별 단계를 보다 쉽고 효율적으로 만들 수 있습니다.
전자 폐기물을 더 많이 분리하는 것은 처리업체가 글로벌 시장에서 보다 견고한 거래 위치를 확보할 수 있는 수단입니다. 센서 기반 선별 솔루션은 공정의 다양한 단계에 통합될 수 있으므로 매우 유연하고 다양한 귀중한 단일 분획물을 타겟팅하는 데 사용할 수 있습니다. 오늘날 많은 고객들이 높은 시장 가치로 인해 구리 및 기타 귀금속을 대상으로 당사의 기술을 사용하고 있습니다.
앞으로 점점 더 많은 미래 지향적인 전자 스크랩 처리업체들이 업계 수요를 충족하기 위해 더 많은 단일 분획물을 생성하는 수단으로서 유연한 센서 기반 선별 기술에 투자할 것으로 예상됩니다. 이를 통해 재고를 전환하고 고객 기반을 확대하며 궁극적으로는 회수된 단일 분획물을 훨씬 높은 가격으로 판매하고 현지에서 자주 거래할 수 있어 수익률을 높일 수 있는 훨씬 더 강력한 위치에 서게 되어 금속 재활용의 시스템에 도움이 됩니다.
2 Eurostat