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KR20240107039A - Shredding method and shredding device for stable shredding of small waste electrical and electronic products - Google Patents

Shredding method and shredding device for stable shredding of small waste electrical and electronic products Download PDF

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Publication number
KR20240107039A
KR20240107039A KR1020230196336A KR20230196336A KR20240107039A KR 20240107039 A KR20240107039 A KR 20240107039A KR 1020230196336 A KR1020230196336 A KR 1020230196336A KR 20230196336 A KR20230196336 A KR 20230196336A KR 20240107039 A KR20240107039 A KR 20240107039A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shredding
electronic products
crushing
waste electrical
secondary batteries
Prior art date
Application number
KR1020230196336A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김태균
하민철
Original Assignee
태형물산 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 태형물산 주식회사 filed Critical 태형물산 주식회사
Publication of KR20240107039A publication Critical patent/KR20240107039A/en

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Abstract

본 발명은 화재 및 폭발의 위험을 제어하고 폐제품에 함유된 불산을 제거하면서 이차전지 함유 소형 폐 전기·전자제품을 안정적으로 파쇄할 수 있는 파쇄방법과 파쇄장치에 관한 것이다. 본 발명의 폐 전기·전자제품의 파쇄방법은, 이차전지, 이차전지가 포함된 충전식 및 비충전식 소형 전기·전자제품 중 어느 하나를 화재 및 폭발의 위험을 제어할 수 있는 조건하에서 파쇄하며, 파쇄 시 MgCl2, CaCl2, BaCl2 중 어느 하나의 염을 포함하는 염수를 분사하는 것을 포함한다. 본 발명은 폐 전기·전자제품을 해체하고 유용물질을 회수하는 전체 공정의 효율을 크게 높이고 파쇄산물의 안전성을 높일 수 있으므로, 이차전지를 포함하는 폐 전기·전자제품의 재활용 분야에서 기존의 방법 및 장치를 대체하여 널리 이용될 수 있다. The present invention relates to a shredding method and shredding device that can stably shred small waste electrical and electronic products containing secondary batteries while controlling the risk of fire and explosion and removing hydrofluoric acid contained in the waste products. The method of shredding waste electrical and electronic products of the present invention shreds any one of secondary batteries and rechargeable and non-rechargeable small electric and electronic products containing secondary batteries under conditions that can control the risk of fire and explosion. It includes spraying brine containing any one of MgCl 2 , CaCl 2 , and BaCl 2 salts. The present invention can significantly increase the efficiency of the entire process of dismantling waste electrical and electronic products and recover useful materials, and increase the safety of the shredded products, so it can be used in the field of recycling of waste electrical and electronic products, including secondary batteries, using existing methods and methods. It can be widely used as a replacement for the device.

Description

소형 폐 전기·전자제품의 안정적 파쇄를 위한 파쇄방법 및 이를 위한 파쇄장치 {Shredding method and shredding device for stable shredding of small waste electrical and electronic products}Shredding method and shredding device for stable shredding of small waste electrical and electronic products {Shredding method and shredding device for stable shredding of small waste electrical and electronic products}

본 발명은 소형 폐 전기·전자제품의 안정적 파쇄를 위한 파쇄방법 및 이를 위한 파쇄장치에 관한 것으로, 특히 화재 및 폭발의 위험을 제어하고 폐제품에 함유된 불산을 제거하면서 이차전지 함유 소형 폐 전기·전자제품을 안정적으로 파쇄할 수 있는 파쇄방법과 파쇄장치에 관한 것이다. The present invention relates to a shredding method for stable shredding of small waste electrical and electronic products and a shredding device for the same. In particular, the present invention relates to a shredding method for stable shredding of small waste electrical and electronic products, and in particular, to a shredding device for the same, controlling the risk of fire and explosion, removing hydrofluoric acid contained in waste products, and small waste electrical and electronic products containing secondary batteries. This relates to a shredding method and shredding device that can reliably shred electronic products.

세계 가전 시장 규모는 해마다 상승하고 있으며, 특히 충전식 및 비충전식 소형가전의 경우 2030년까지 매년 2.5% 성장할 것으로 예측되고 있다. 이에 따라 미래에 지속적으로 발생 증가될 폐자원에 대해서도 효과적인 처리공정 및 방법의 개발이 요구된다. The size of the global home appliance market is increasing every year, and in particular, rechargeable and non-rechargeable small home appliances are predicted to grow by 2.5% annually until 2030. Accordingly, the development of effective treatment processes and methods for waste resources that will continue to increase in the future is required.

일반적으로 자동차의 폐 배터리를 포함한 리튬이온 폐 배터리의 전처리 공정은 크게 물리적 분해(수작업)-잔존가치 평가-등급분류-폐배터리 방전(비활성화)의 단계를 거치고 나서 파쇄공정으로 투입된다. 소형 전자기기의 경우에는 상대적으로 매우 작기 때문에 수작업의 진행이 처리량에 악영향을 미치고 전체 공정의 효율을 떨어뜨린다. 그러나 이차전지가 포함된 충전식 소형 폐 전자기기의 처리에서 해체 및 비활성화 단계를 거치지 않으면 파쇄 시 화재 또는 폭발의 위험이 있다.In general, the pretreatment process for lithium-ion waste batteries, including waste batteries from automobiles, largely goes through the following steps: physical disassembly (manual work) - residual value assessment - classification - waste battery discharge (deactivation), and then is put into the shredding process. In the case of small electronic devices, because they are relatively very small, manual work has a negative impact on throughput and reduces the efficiency of the overall process. However, if dismantling and deactivation steps are not taken when dismantling and deactivating rechargeable small waste electronic devices containing secondary batteries, there is a risk of fire or explosion when shredding them.

그리고 이러한 폐 전기·전자제품에는 불산(HF: 불화수소산)이 함유되어 있는데, 불산은 부식성이 매우 높고 용해성이 강한 독성 물질로, 인체에 닿을 경우 즉각적이고 영구적인 손상을 가져올 수 있으며, 수분과 수소 결합을 하면서 뼛속까지 침투하여 신체의 일부를 절단해야 하는 상황을 초래하는 강력한 급성 독성 물질이다. And these waste electrical and electronic products contain hydrofluoric acid (HF), which is a highly corrosive and highly soluble toxic substance that can cause immediate and permanent damage if it comes into contact with the human body. It also contains moisture and hydrogen. It is a powerful, acutely toxic substance that penetrates into the bones as it binds, causing a situation where parts of the body must be amputated.

따라서, 폐 전기·전자제품을 해체 및 비활성화시키는 단계를 거치지 않고도 화재 및 폭발의 위험을 제어할 수 있으면서, 폐 전기·전자제품에 함유된 불산을 제거할 수 있는 안정적인 파쇄방법의 개발이 요구된다. Therefore, there is a need to develop a stable shredding method that can remove hydrofluoric acid contained in waste electrical and electronic products while controlling the risk of fire and explosion without going through the steps of dismantling and deactivating waste electrical and electronic products.

특허공개 제10-2022-0072276호에서는, 분위기 가스의 제어가 가능한 챔버; 상기 챔버 내에 위치하며 시료를 공급하는 시료 공급부; 상기 챔버 내에 위치하며 공급된 상기 시료를 파쇄하는 파쇄부; 상기 파쇄부의 하부에 위치하며 파쇄된 상기 시료를 분급하는 분급부; 및 상기 분급부 하부에 위치하며 상기 분급부와 착탈가능하며 분급된 상기 시료를 회수하는 회수부를 포함하는, 분위기 제어와 분급이 가능한 파쇄장치 및 이를 이용한 파쇄방법이 제공된다. In Patent Publication No. 10-2022-0072276, a chamber capable of controlling atmospheric gas; a sample supply unit located within the chamber and supplying a sample; a crushing unit located within the chamber and crushing the supplied sample; A classification unit located below the crushing unit and classifying the crushed sample; and a recovery unit located below the classification unit, detachable from the classification unit, and recovering the classified sample. A crushing device capable of atmosphere control and classification and a crushing method using the same are provided.

특허공개 제10-2022-0135249호에서는, 배터리를 크기 축소된 공급물 스트림으로 처리하는 단계; 및 이어서, 일련의 분리, 단리 및/또는 침출 단계를 통해 구리 생성물, 코발트, 니켈 및/또는 망간 생성물 및 리튬 생성물의 회수; 및 철 생성물, 알루미늄 생성물, 흑연 생성물 등의 임의의 회수를 가능하게 하는 단계를 포함하는, 재충전 가능한 리튬 이온 배터리로부터 물질을 회수하여 이를 재활용하는 방법, 장치 및 시스템이 제공된다.In Patent Publication No. 10-2022-0135249, processing a battery with a size-reduced feed stream; and then recovery of the copper product, cobalt, nickel and/or manganese product and lithium product through a series of separation, isolation and/or leaching steps; and enabling recovery of any of the iron products, aluminum products, graphite products, etc. Methods, devices, and systems are provided for recovering and recycling materials from rechargeable lithium ion batteries.

위 특허들을 포함하여, 이차전지를 함유하는 폐 전기·전자제품의 파쇄나 이로부터 유용물질을 회수하는 방법, 장치와 관련하여서는 많은 기술이 개발되어 있다. 그러나 이차전지가 포함된 폐 전자제품의 처리에서 해체 및 비활성화 단계를 거치지 않고도 화재나 폭발의 위험을 충분히 제어하여 안정적으로 파쇄하는 기술에 대해서는 아직 개시된 바가 없으며, 또한 폐 전자제품을 파쇄하면서 동시에 불산을 제거하는 기술에 대해서도 제대로 개시된 바가 없다. Including the above patents, many technologies have been developed in relation to methods and devices for shredding waste electrical and electronic products containing secondary batteries and recovering useful substances from them. However, no technology has yet been disclosed to reliably shred waste electronic products containing secondary batteries by sufficiently controlling the risk of fire or explosion without going through dismantling and deactivation steps. In addition, the technology for shredding waste electronic products while simultaneously discharging hydrofluoric acid has not been disclosed. There has also been no proper disclosure regarding removal technology.

대한민국 특허공개 제10-2022-0072276호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2022-0072276 대한민국 특허공개 제10-2022-0135249호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2022-0135249

본 발명에서는, 소형 폐 전기·전자제품의 안정적 파쇄를 위한 파쇄방법 및 이를 위한 파쇄장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a shredding method and a shredding device for stable shredding of small waste electrical and electronic products.

특히 본 발명에서는, 소형 폐 전기·전자제품을 해체 및 비활성화시키는 단계를 거치지 않고도 화재 및 폭발의 위험을 제어할 수 있고 동시에 제품에 함유된 불산을 제거하면서 안정적으로 파쇄할 수 있는 파쇄방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention provides a shredding method that can control the risk of fire and explosion of small waste electrical and electronic products without going through the steps of dismantling and deactivating them, and can stably shred while removing hydrofluoric acid contained in the products. The purpose is to

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는,In order to achieve the above object, in the present invention,

이차전지, 이차전지가 포함된 충전식 및 비충전식 소형 전기·전자제품 중 어느 하나를 화재 및 폭발의 위험을 제어할 수 있는 아래 a)에서 c) 중 어느 하나의 조건하에서 파쇄하되, 파쇄 시 MgCl2, CaCl2, BaCl2 중 어느 하나의 염을 포함하는 염수를 분사하며 파쇄하는 것을 포함하는 폐 전기·전자제품의 파쇄방법을 제공한다. Secondary batteries and rechargeable and non-rechargeable small electrical and electronic products containing secondary batteries shall be shredded under any of the conditions a) to c) below that can control the risk of fire and explosion, and MgCl 2 at the time of shredding. , CaCl 2 , and BaCl 2 It provides a method of shredding waste electrical and electronic products, which includes shredding while spraying salt water containing any one of the salts.

a) 95% 이상의 질소분위기 조건a) Nitrogen atmosphere conditions of more than 95%

b) 80%에서 95% 미만의 질소분위기 조건 b) Nitrogen atmosphere conditions of 80% to less than 95%

c) 10% 이상의 이산화탄소 분위기 조건c) Carbon dioxide atmosphere conditions of more than 10%

상기 파쇄방법에서, 바람직하게는 상기 염수는 상기 염을 0.5~2 중량%로 포함하며 0.3~1.9 L/min 으로 분사될 수 있다. In the crushing method, preferably, the brine contains 0.5 to 2% by weight of the salt and may be sprayed at 0.3 to 1.9 L/min.

상기 파쇄방법에서, 바람직하게는 상기 폐 전기·전자제품에 물을 분사하면서 파쇄한 후 파쇄산물에서 검출되는 불산의 함량으로부터 불산 제거에 필요한 염수의 농도를 계산할 수 있다.In the above crushing method, preferably, the concentration of brine required for hydrofluoric acid removal can be calculated from the content of hydrofluoric acid detected in the crushing product after crushing the waste electrical/electronic product by spraying water on it.

상기 파쇄방법은, 바람직한 실시예에서 이차전지 또는 이차전지가 포함된 충전식 소형 전기·전자제품을 해체 또는 비활성화 단계를 거치지 않고 파쇄할 수 있다. In a preferred embodiment, the shredding method can shred secondary batteries or small rechargeable electrical/electronic products containing secondary batteries without dismantling or deactivating them.

상기 파쇄방법은, 소정의 파쇄장치를 사용하여 수행될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서 상기 파쇄장치는,The crushing method can be performed using a predetermined crushing device. In a preferred embodiment, the crushing device is,

개폐식으로 형성된 투입구와, An inlet formed in an open and closed manner,

상기 투입구 내에 설치되어 내부로 물이나 염수를 분사하기 위한 분사노즐이 구비된 유체 분출부와.A fluid spray unit installed in the inlet and provided with a spray nozzle for spraying water or salt water into the inlet.

상기 투입구를 통해 공급된 시료를 파쇄하는 파쇄날이 구비된 파쇄부와,A crushing unit provided with a crushing blade for crushing the sample supplied through the inlet,

상기 파쇄부 내에 설치되어 불활성가스를 주입하기 위한 가스 주입부와,A gas injection unit installed in the crushing unit to inject an inert gas,

상기 파쇄부에서 파쇄된 파쇄산물을 배출하는 배출부가 구비된 파쇄기를 포함한다. It includes a crusher provided with a discharge unit that discharges the crushing products crushed in the crushing unit.

바람직한 일 실시예에서 상기 투입구에는 개폐 가능한 투명 덮개가 구비되어 파쇄기 내부의 파쇄 상황을 육안으로 관찰하거나 카메라 촬영이 가능하도록 구성된다.In a preferred embodiment, the inlet is provided with a transparent cover that can be opened and closed so that the crushing situation inside the crusher can be visually observed or photographed with a camera.

본 발명의 파쇄방법 및 파쇄장치에 따르면, 이차전지를 포함하는 소형 폐 전기·전자제품의 파쇄에서 화재 및 폭발을 방지하면서 안정적으로 파쇄할 수 있으며, 동시에 폐 전자제품에 함유된 불산을 파쇄과정에서 제거하여 파쇄산물에 실질적으로 불산이 함유되지 않을 정도로 효율적으로 불산을 제거할 수 있다. According to the shredding method and shredding device of the present invention, small waste electrical and electronic products including secondary batteries can be shredded stably while preventing fire and explosion, and at the same time, hydrofluoric acid contained in waste electronic products can be removed during the shredding process. By removing the hydrofluoric acid, hydrofluoric acid can be removed efficiently to the extent that the crushing product does not contain substantially hydrofluoric acid.

또한, 본 발명의 파쇄방법 및 파쇄장치는 이차전지가 포함된 폐 전기·전자제품의 처리에서 해체 및 비활성화 단계를 거치지 않고도 화재나 폭발을 방지하여 안정적으로 파쇄할 수 있다.In addition, the crushing method and crushing device of the present invention can stably crush waste electrical and electronic products containing secondary batteries by preventing fire or explosion without going through disassembly and deactivation steps.

본 발명에 따르면, 소형 폐 전기·전자제품을 파쇄시켜 불산이 함유되지 않은 안전한 파쇄산물을 얻을 수 있고, 파쇄공정의 안전성을 높이면서도 전체 공정의 효율을 크게 높일 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain safe shredded products that do not contain hydrofluoric acid by shredding small waste electrical and electronic products, and the safety of the shredding process can be improved while greatly increasing the efficiency of the overall process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파쇄장치이다.
도 2의 a 및 b는 대기 조건에서의 파쇄 시 사진이며, c는 대기 조건 하 파쇄산물의 사진이다.
도 3의 a에서 c는 질소분압 85%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다.
도 4의 a에서 c는 질소분압 90%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다.
도 5의 a에서 c는 질소분압 95%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다.
도 6의 a에서 c는 이산화탄소 분압 10%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다.
도 7의 a에서 c는 이산화탄소 분압 20%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다.
도 8의 a에서 c는 이산화탄소 분압 30%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다.
도 9는 각각의 조건으로 파쇄한 파쇄산물들의 사진이다.
도 10의 a에서 c는 대기 중 파쇄 과정을 보여주는 사진이다.
도 11의 a에서 c는 질소 분위기 파쇄 과정을 보여주는 사진이다.
1 is a crushing device according to an embodiment of the present invention.
Figures 2a and b are photographs during crushing under atmospheric conditions, and c is a photograph of the crushing product under atmospheric conditions.
Figures 3a to 3c are photographs showing the experimental process during crushing at a nitrogen partial pressure of 85%.
Figures 4a to 4c are photographs showing the experimental process during crushing at 90% nitrogen partial pressure.
Figures 5a to 5c are photographs showing the experimental process during crushing at 95% nitrogen partial pressure.
Figures 6a to 6c are photographs showing the experimental process during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 10%.
Figures a to c in Figure 7 are photographs showing the experimental process during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 20%.
Figures 8 a to c are photographs showing the experimental process during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 30%.
Figure 9 is a photograph of crushed products crushed under each condition.
Figures 10a to 10c are photographs showing the crushing process in the air.
Figures 11a to 11c are photographs showing the nitrogen atmosphere crushing process.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their common or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it is.

본 발명은 화재 및 폭발의 위험을 제어하여 이차전지 함유 소형 폐 전기·전자제품을 안정적으로 파쇄하면서 동시에 폐제품에 함유된 불산을 제거하는 파쇄방법과 이에 사용되는 파쇄장치에 관한 것이다. 이하 바람직한 구현예와 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. The present invention relates to a shredding method and a shredding device used for stably shredding small waste electrical and electronic products containing secondary batteries by controlling the risk of fire and explosion while simultaneously removing hydrofluoric acid contained in the waste products. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments and the accompanying drawings.

본 발명의 폐 전기·전자제품의 파쇄방법은, 이차전지, 이차전지가 포함된 충전식 및 비충전식 소형 전기·전자제품 중 어느 하나를 화재 및 폭발의 위험을 제어할 수 있는 조건하에서 파쇄하며, 파쇄 시 MgCl2, CaCl2, BaCl2 중 어느 하나의 염을 포함하는 염수를 분사하는 것을 포함한다. The method of shredding waste electrical and electronic products of the present invention shreds any one of secondary batteries and rechargeable and non-rechargeable small electric and electronic products containing secondary batteries under conditions that can control the risk of fire and explosion. It includes spraying brine containing any one of MgCl 2 , CaCl 2 , and BaCl 2 salts.

MgCl2, CaCl2, BaCl2 와 같은 염이 포함된 염수를 분사하면, 폐 전기·전자제품에 함유되어 있는 불산이 BaF2, MgF2, CaF2 등의 형태로 침전물을 형성하여 제거 된다.When brine containing salts such as MgCl 2 , CaCl 2 , and BaCl 2 is sprayed, the hydrofluoric acid contained in waste electrical and electronic products is removed by forming precipitates in the form of BaF 2 , MgF 2 , CaF 2 , etc.

바람직하게는, 폐 전기·전자제품에 물을 분사하면서 파쇄했을 때 검출되는 불산의 함량으로부터 불산 제거에 필요한 염수의 농도를 계산할 수 있다. 그렇게 계산할 때 핸디형 청소기나 로봇 청소기 같은 일반적인 소형 폐 전기·전자제품의 경우, 염수는 바람직하게는 0.5~2 중량%로 염을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.7~1.7 중량%로 염을 포함할 수 있다. 이때 바람직하게는 상기 염수는 0.3~1.9 L/min으로 분사될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.7~1.5 L/min으로 분사될 수 있다. Preferably, the concentration of brine required to remove hydrofluoric acid can be calculated from the content of hydrofluoric acid detected when waste electrical and electronic products are shredded by spraying water on them. When so calculated, in the case of general small waste electrical and electronic products such as handheld vacuum cleaners and robot vacuum cleaners, the brine may preferably contain salt at 0.5 to 2% by weight, and more preferably include salt at 0.7 to 1.7% by weight. can do. At this time, the salt water may be preferably sprayed at 0.3 to 1.9 L/min, and more preferably at 0.7 to 1.5 L/min.

바람직한 일 실시예에서 염수는 MgCl2의 경우 0.0759 중량% 이상, CaCl2의 경우 0.0885 중량% 이상, BaCl2의 경우 0.1661 중량% 이상의 농도로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는, MgCl2는 0.0759~0.18 중량%, CaCl2는 0.0885~0.20 중량%, BaCl2는 0.1661~0.35 중량%의 농도로 포함할 수 있다. In a preferred embodiment, the brine may contain MgCl 2 at a concentration of 0.0759% by weight or more, CaCl 2 at a concentration of 0.0885% by weight or more, and BaCl 2 at a concentration of 0.1661% by weight or more. More preferably, MgCl 2 may be present at a concentration of 0.0759 to 0.0759% by weight. It may be included at a concentration of 0.18% by weight, CaCl 2 at a concentration of 0.0885 to 0.20% by weight, and BaCl 2 at a concentration of 0.1661 to 0.35% by weight.

이러한 파쇄방법으로 얻어진 폐 전기·전자제품의 파쇄산물은, 실질적으로 불산을 함유하지 않는다. 여기서 "실질적으로 불산을 함유하지 않는다"는 것은, KS 방법과 같은 불산을 검출하는 일반적인 시험방법에서 검출한계치 이상의 불산을 함유하지 않는다는 의미이다. 본 발명의 실시예에서 KS M 0035 방법으로 불산을 검출했을 때 검출 한계치는 0.5ppm(㎎/L)이었는데, 본 발명의 방법에 따른 시험구에서는 모두 불산이 불검출되었다. The shredded products of waste electrical and electronic products obtained by this shredding method do not contain substantially hydrofluoric acid. Here, “substantially free of hydrofluoric acid” means that it does not contain hydrofluoric acid above the detection limit in general test methods for detecting hydrofluoric acid, such as the KS method. In an example of the present invention, when hydrofluoric acid was detected using the KS M 0035 method, the detection limit was 0.5 ppm (mg/L), but hydrofluoric acid was not detected in all test sections according to the method of the present invention.

상기 화재 및 폭발의 위험을 제어할 수 있는 조건은, 아래 a)에서 c) 중 어느 하나이다.The conditions that can control the risk of fire and explosion are any of a) to c) below.

a) 95% 이상의 질소분위기 조건a) Nitrogen atmosphere conditions of more than 95%

b) 80%에서 95% 미만의 질소분위기 조건 b) Nitrogen atmosphere conditions of 80% to less than 95%

c) 10% 이상의 이산화탄소 분위기 조건c) Carbon dioxide atmosphere conditions of more than 10%

이렇게 화재 및 폭발의 위험이 제어되는 조건에서 폐 전기·전자제품은 해체 또는 비활성화 단계를 거치지 않고 파쇄될 수 있다. 일반적으로는 위에서 설명한 것과 같은 농도로 염수를 분사하나, 분위기 조건에 따라 분사되는 염수의 농도를 달리하는 것도 가능하다. 상대적으로 화재의 위험이 낮은 a)와 c) 조건에서는 분사되는 염수의 양을 줄이고 염수의 농도를 높이는 것이 가능하며, 상대적으로 화재의 위험이 있는 b) 조건에서는 염수의 양을 늘리고 농도는 낮추는 것이 가능하다. 그러나 어느 경우나 염수를 통해 분사되는 염의 총량은 동일한 수준으로 유지하는 것이 불산 제거를 위해 바람직하다. Under these conditions where the risk of fire and explosion is controlled, waste electrical and electronic products can be shredded without going through dismantling or deactivation steps. In general, salt water is sprayed at the same concentration as described above, but it is also possible to vary the concentration of salt water sprayed depending on atmospheric conditions. In conditions a) and c), where the risk of fire is relatively low, it is possible to reduce the amount of salt water sprayed and increase the concentration of salt water, and in conditions b), where the risk of fire is relatively high, it is possible to increase the amount of salt water and lower the concentration. possible. However, in any case, it is desirable to maintain the total amount of salt sprayed through the brine at the same level for hydrofluoric acid removal.

본 발명의 파쇄방법이 적용되는 전기·전자제품은, 특히 리튬이온 배터리, 리튬이온 배터리가 포함된 로봇청소기/핸디형 청소기/Al 스피커/블루투스 스피커/무선이어폰/무선선풍기를 포함한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 이차전지가 포함된 소형 전기·전자제품이면 모두 적용 가능하며, 이때 '소형'은 별도의 분쇄 전처리 없이 파쇄기에 투입될 수 있는 정도의 크기를 갖는 것을 의미한다. Electrical and electronic products to which the shredding method of the present invention is applied include, in particular, lithium-ion batteries, robot vacuum cleaners/handy vacuum cleaners/Al speakers/Bluetooth speakers/wireless earphones/wireless fans containing lithium-ion batteries. However, it is not limited to this, and can be applied to any small electrical or electronic product containing a secondary battery. In this case, 'small' means having a size that can be put into a crusher without separate crushing pretreatment.

상기 파쇄방법은, 바람직한 일 구현예에서 소정의 파쇄장치를 사용하여 수행될 수 있다. 이 파쇄장치는, 바람직하게는, In a preferred embodiment, the crushing method may be performed using a predetermined crushing device. This crushing device is preferably,

개폐식으로 형성된 투입구와; An inlet formed in an open and closed manner;

상기 투입구 내에 설치되어 내부로 염수를 분사하기 위한 분사노즐이 구비된 유체 분출부와;a fluid spray unit installed in the inlet and provided with a spray nozzle for spraying salt water into the inlet;

상기 투입구를 통해 공급된 시료를 파쇄하는 파쇄날이 구비된 파쇄부와;a crushing unit provided with a crushing blade for crushing the sample supplied through the inlet;

상기 파쇄부 내에 설치되어 불활성가스를 주입하기 위한 가스 주입부와;a gas injection unit installed in the crushing unit to inject an inert gas;

상기 파쇄부에서 파쇄된 파쇄산물을 배출하는 배출부가 구비된 파쇄기를 포함한다. It includes a crusher provided with a discharge unit that discharges the crushing products crushed in the crushing unit.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 파쇄장치이다. 파쇄장치는 파쇄기(1)를 포함하며, 파쇄기는 개폐식으로 형성된 투입구(20)와, 상기 투입구를 통해 공급된 시료를 파쇄하는 파쇄날이 구비된 파쇄부(40)와, 상기 파쇄부에서 파쇄된 파쇄산물을 배출하는 배출부(50)를 포함한다. 1 is a crushing device according to a preferred embodiment of the present invention. The crushing device includes a crusher (1), which includes an opening and closing inlet (20), a crushing unit (40) provided with a crushing blade for crushing the sample supplied through the inlet, and the crushing unit (40). It includes a discharge unit 50 that discharges the crushed product.

상기 투입구(20) 내에는 내부로 물이나 염수를 분사하기 위한 분사노즐이 구비된 유체 분출부(30)가 설치되어, 파쇄시 필요에 따라 물 또는 염수를 파쇄기 내부로 분사한다. 상기 유체 분출부(30)는 파쇄기 외부의 물(또는 염수) 탱크(3)와 배관(P)으로 연결된다.A fluid jet unit 30 equipped with a spray nozzle for spraying water or salt water into the inlet 20 is installed, and water or salt water is sprayed into the crusher as needed during crushing. The fluid ejection unit 30 is connected to the water (or salt water) tank 3 outside the crusher through a pipe (P).

상기 파쇄부(40) 내에는 불활성가스를 주입하기 위한 가스 주입부가 설치되어, 파쇄시 필요에 따라 설정된 소정의 가스 분위기를 형성한다. 상기 가스 주입부는 파쇄기 외부의 불활성가스 봄베(2)와 배관(L)으로 연결된다. 도 1에는 불활성가스 봄베가 1개 도시되어 있으나, 필요에 따라 2개 이상의 불활성가스 봄베가 상기 가스 주입부에 연결되어 필요에 따라 각각의 불활성가스(예를 들면, 질소와 이산화탄소)를 파쇄부(40) 내로 공급할 수 있다. 불활성가스는 봄베에 구비된 레귤레이터 등을 통해 주입량을 조절할 수 있다. A gas injection part for injecting an inert gas is installed in the crushing unit 40 to form a predetermined gas atmosphere set as needed during crushing. The gas injection part is connected to the inert gas cylinder (2) outside the shredder and a pipe (L). Figure 1 shows one inert gas cylinder, but if necessary, two or more inert gas cylinders are connected to the gas injection section to inject each inert gas (for example, nitrogen and carbon dioxide) into the shredding section ( 40) It can be supplied within 40). The injection amount of inert gas can be controlled through a regulator provided in the cylinder.

바람직하게는, 상기 투입구에는 개폐 가능한 투명 덮개(10)가 구비되어 파쇄기 내부의 파쇄 상황을 육안으로 관찰하거나 카메라 촬영이 가능하다. 한정되는 것은 아니나, 투명 덮개의 소재로는 예를 들어 투명 아크릴판 등을 사용할 수 있다.Preferably, the inlet is provided with a transparent cover 10 that can be opened and closed so that the crushing situation inside the crusher can be observed with the naked eye or photographed with a camera. Although it is not limited, for example, a transparent acrylic plate can be used as a material for the transparent cover.

본 발명의 파쇄장치를 사용하여 이차전지, 이차전지가 포함된 충전식 및 비충전식 소형 폐 전기·전자제품을 파쇄할 수 있다. 바람직한 구현예에 따라 파쇄과정을 설명하면 다음과 같다. The shredding device of the present invention can be used to shred secondary batteries and rechargeable and non-rechargeable small waste electrical and electronic products containing secondary batteries. The crushing process according to a preferred embodiment is described as follows.

먼저, 개폐식 투입구(20)를 통해 이차전지 등의 소형 폐 전기·전자제품('시료')을 공급한다. 투입구를 통해 공급된 시료는 파쇄부(40)로 이송되어 파쇄날에 의해 파쇄된다. 이때 설정된 조건에 따라 가스 주입부에서 질소 또는 이산화탄소가 파쇄부로 공급되어 설정된 조건의 가스 분위기를 형성한다. 또한, 설정된 조건에 따라 유체 분출부(30)에서 물 또는 염수가 파쇄기 내부로 분사될 수 있다. First, small waste electrical and electronic products ('samples') such as secondary batteries are supplied through the opening/closing inlet (20). The sample supplied through the inlet is transferred to the crushing unit 40 and crushed by the crushing blade. At this time, nitrogen or carbon dioxide is supplied from the gas injection unit to the crushing unit according to the set conditions, forming a gas atmosphere under the set conditions. Additionally, water or salt water may be sprayed into the crusher from the fluid ejection unit 30 according to set conditions.

파쇄부(40)에서 파쇄된 파쇄산물은 배출부(50)를 통해 배출되어 파쇄산물 수거부(4)에 수집된다. The shredded product shredded in the shredding unit 40 is discharged through the discharge part 50 and collected in the shredded product collection unit 4.

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것이므로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail below through specific examples. These examples are illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1><Example 1>

이차전지 파쇄 실험Secondary battery crushing experiment

이차전지 배터리의 안정적인 폭발 및 화재 방지를 위한 파쇄 조건을 설정하기 위해 실험을 진행하였다. An experiment was conducted to set crushing conditions to prevent stable explosion and fire of secondary batteries.

도 1과 같은 구성의 실험용 소형 파쇄기를 사용하여 소형 폐가전을 해체한 후 확보한 이차전지 배터리를 시료로 하여 파쇄 실험을 실시하였다. A shredding experiment was conducted using the secondary battery obtained after dismantling small waste home appliances using a small experimental shredder configured as shown in FIG. 1 as a sample.

파쇄 조건은 1) 대기 조건, 2) 질소를 사용한 불활성 기체 분위기, 3) 이산화탄소를 사용한 불활성 기체 분위기로 각각 실험을 진행하였다. 불활성 기체 분위기는 각각 질소, 이산화탄소의 다양한 분압에 따른 파쇄 양상을 확인하였다. 질소 분위기는 질소 분압 85, 90, 95% 조건으로 진행하였다. 이산화탄소 분위기는 이산화탄소 분압 10, 20, 30% 조건으로 진행하였다.The crushing conditions were 1) atmospheric conditions, 2) an inert gas atmosphere using nitrogen, and 3) an inert gas atmosphere using carbon dioxide. In the inert gas atmosphere, the fracture patterns according to various partial pressures of nitrogen and carbon dioxide were confirmed. The nitrogen atmosphere was conducted under conditions of nitrogen partial pressure of 85, 90, and 95%. The carbon dioxide atmosphere was conducted under conditions of carbon dioxide partial pressure of 10, 20, and 30%.

파쇄기 상단부에 구비된 아크릴 판 투명 덮개를 통해 파쇄가 진행되는 동안 동영상 촬영을 하며 실험을 실시하였다. The experiment was conducted by recording video while crushing was in progress through a transparent acrylic plate cover provided at the top of the crusher.

1) 대기 조건 파쇄1) Crushing atmospheric conditions

대기 조건에서의 파쇄는 도 2의 a 및 b와 같이 스파크가 발생하였다. c는 파쇄산물의 사진이다. Crushing in atmospheric conditions resulted in sparks as shown in Figure 2 a and b. c is a photo of the crushing product.

불활성가스의 주입이나 염수(또는 물) 분사 없이 대기 중에서 파쇄를 진행한 결과, 파쇄 시 스파크 발생이 확인되었다. 초기에 강한 스파크가 발생 되었으며, 초기에 비해 비교적 작은 스파크가 약 30초 동안 계속해서 발생되었다. 파쇄 완료된 이차전지에서는 화재가 발생하지 않았다.As a result of crushing in air without injection of inert gas or spraying of salt water (or water), sparks were confirmed to occur during crushing. Initially, strong sparks were generated, and relatively smaller sparks compared to the initial ones continued to be generated for about 30 seconds. No fire occurred in the shredded secondary battery.

본 실시예에서는 소량의 이차전지 배터리를 대상으로 한 파쇄 실험으로 스파크 발생으로 종료되었지만 배터리를 대량으로 파쇄할 경우에는 폭발, 화재로 이어질 가능성이 있는 것으로 판단되었다. In this example, the shredding experiment was conducted on a small amount of secondary batteries and ended with the generation of sparks. However, it was determined that shredding a large amount of batteries could potentially lead to an explosion or fire.

2) 질소 분위기 파쇄2) Nitrogen atmosphere crushing

질소분압 85%에서 파쇄 시 스파크는 발생하지 않았으나, 파쇄 완료 후 수거함에서 화재가 발생했다. 도 3의 a에서 c는 질소분압 85%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다. No sparks occurred during shredding at 85% nitrogen partial pressure, but a fire broke out in the collection box after shredding was completed. Figures 3a to 3c are photographs showing the experimental process during crushing at a nitrogen partial pressure of 85%.

질소분압 90%에서 파쇄 시 스파크는 발생하지 않았으나, 파쇄 완료 후 수거함에서 화재가 발생했다. 도 4의 a에서 c는 질소분압 90%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다. No sparks occurred during shredding at 90% nitrogen partial pressure, but a fire broke out in the collection box after shredding was completed. Figures 4a to 4c are photographs showing the experimental process during crushing at a nitrogen partial pressure of 90%.

질소분압 95%에서 파쇄 시 스파크가 발생하지 않았으며, 파쇄 완료 후 수거함에서 화재도 발생하지 않았다. 도 5의 a에서 c는 질소분압 95%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다. No sparks occurred during shredding at 95% nitrogen partial pressure, and no fire occurred in the collection box after shredding was completed. Figures 5a to 5c are photographs showing the experimental process during crushing at 95% nitrogen partial pressure.

3) 이산화탄소 분위기 파쇄3) Carbon dioxide atmosphere destruction

이산화탄소 분압 10%에서 파쇄 시 스파크가 발생하지 않았으며, 파쇄 완료 후 수거함에서 화재도 발생하지 않았다. 도 6의 a에서 c는 이산화탄소 분압 10%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다. No sparks occurred during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 10%, and no fire occurred in the collection box after crushing was completed. Figures 6a to 6c are photographs showing the experimental process during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 10%.

이산화탄소 분압 20%에서 파쇄 시 스파크가 발생하지 않았으며, 파쇄 완료 후 수거함에서 화재도 발생하지 않았다. 도 7의 a에서 c는 이산화탄소 분압 20%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다. No sparks occurred during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 20%, and no fire occurred in the collection box after crushing was completed. Figures a to c in Figure 7 are photographs showing the experimental process during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 20%.

이산화탄소 분압 30%에서 파쇄 시 스파크가 발생하지 않았으며, 파쇄 완료 후 수거함에서 화재도 발생하지 않았다. 도 8의 a에서 c는 이산화탄소 분압 30%에서 파쇄 시 실험과정을 보여주는 사진이다. No sparks occurred during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 30%, and no fire occurred in the collection box after crushing was completed. Figures 8a to 8c are photographs showing the experimental process during crushing at a carbon dioxide partial pressure of 30%.

도 9는 위와 같이 각각의 조건으로 파쇄한 파쇄산물들의 사진이다. Figure 9 is a photograph of crushed products crushed under each condition as above.

위 실험결과들을 정리하여 표 1에 나타내었다. The above experimental results are summarized and shown in Table 1.

분위기atmosphere 항목item 스파크spark 화재fire 특이사항significant 대기atmosphere OO XX 스파크 장시간 발생sparks for a long time 질소 85%Nitrogen 85% XX OO 파쇄산물 화재 발생Fire occurs due to shredding products 질소 90%Nitrogen 90% XX OO 파쇄산물 화재 발생Fire occurs due to shredding products 질소 95%Nitrogen 95% XX XX -- 이산화탄소 10%carbon dioxide 10% XX XX -- 이산화탄소 20%CO2 20% XX XX -- 이산화탄소 30%carbon dioxide 30% XX XX --

대기 중 파쇄에서 파쇄산물에 화재가 발생하지 않은 것은 대기 중 파쇄와 질소 분위기 파쇄의 실험날짜가 달라 습도, 온도 등 환경 조건이 달라진 영향이 있을 것으로 판단되었다. It was believed that the reason why no fire occurred in the crushing products during atmospheric crushing was due to the difference in environmental conditions such as humidity and temperature due to the different test dates for atmospheric crushing and nitrogen atmosphere crushing.

질소 분위기 95% 분압에서 안정적인 파쇄가 확인되었다.Stable crushing was confirmed at 95% partial pressure in a nitrogen atmosphere.

이산화탄소의 경우 질소와 다르게 공기 중 함유량이 희박하여 분압이 질소에 비해 현저히 낮은 수준으로 형성되었다(공기 중 질소 약 80%). 이산화탄소 분위기 파쇄는 10%, 20%, 30% 분압에서 모두 안정적인 파쇄가 가능한 것으로 확인되었다.In the case of carbon dioxide, unlike nitrogen, its content in the air is rare, so its partial pressure was formed at a significantly lower level than that of nitrogen (about 80% of nitrogen in the air). It was confirmed that carbon dioxide atmosphere crushing is capable of stable crushing at partial pressures of 10%, 20%, and 30%.

<실시예 2><Example 2>

소형 small type 폐가전discarded home appliances 파쇄 실험 crushing experiment

산업용 파쇄기를 이용하여 소형 폐가전 파쇄 실험을 실시하였다. An experiment was conducted to shred small waste home appliances using an industrial shredder.

대기중 파쇄와 질소 분사 파쇄로 나누어 2회 파쇄를 실시하였다. 폐 소형전기·전자제품 약 160kg에 대해 파쇄 실험을 진행하였다. 컨베이어 벨트를 통해 시료를 파쇄기에 투입하였다. 화재발생 시 안전을 위해 소화기 및 CO2 분사기 비치하여 실험을 진행하였다.Crushing was performed twice, divided into air crushing and nitrogen spray crushing. A shredding experiment was conducted on approximately 160 kg of waste small electrical and electronic products. The sample was introduced into the crusher through a conveyor belt. For safety in the event of a fire, a fire extinguisher and CO 2 spray were provided and the experiment was conducted.

도 10의 a에서 c는 대기 중 파쇄 과정을 보여주는 사진이다. 대기 중 파쇄 시 파쇄기 내부 파쇄날 부분에서 스파크 및 화재 발생은 없었다. 그러나 파쇄 완료 후 파쇄산물 수거함에서 화재가 발생했다. 즉시 소화기, CO2 분사하여 화재를 진압하였으나 화재가 재발생하였다. 화재 재진압 후에는 화재가 발생하지 않았다. Figures 10a to 10c are photographs showing the crushing process in the air. When shredding in the air, no sparks or fire occurred at the shredding blades inside the shredder. However, after completion of shredding, a fire broke out in the shredding product collection box. The fire was immediately extinguished with a fire extinguisher and CO2 spray, but the fire reoccurred. No fire occurred after the fire was re-extinguished.

도 11의 a에서 c는 질소 분위기 파쇄 과정을 보여주는 사진이다. 파쇄날 부분에 질소를 분사하며 파쇄를 진행하였고, 파쇄 시 파쇄기 내부 파쇄날 부분에서 스파크 발생 및 화재 발생이 없었다. 또한, 파쇄산물에서도 화재 발생이 없었다. 파쇄종료 후 약 30분 가량 파쇄산물을 관찰하였으나 화재발생이 없었다. Figures 11a to 11c are photographs showing the nitrogen atmosphere crushing process. Crushing was carried out by spraying nitrogen on the crushing blade portion, and during crushing, no sparks or fire occurred on the crushing blade portion inside the crusher. Additionally, there were no fires in the shredded products. After the end of crushing, the crushing products were observed for about 30 minutes, but no fire occurred.

실험결과를 정리하여 표 2에 나타내었다. The experimental results are summarized and shown in Table 2.

분위기atmosphere 항목item 스파크spark 화재fire 특이사항significant 대기atmosphere XX OO 파쇄산물에서 화재 2회 발생Two fires occurred in shredded products 질소 분위기nitrogen atmosphere XX XX --

<실시예 3><Example 3>

파쇄 산물에 대한 불산 함량 분석 실험Hydrofluoric acid content analysis experiment for crushing products

도 1의 구성을 가진 실험용 소형 파쇄기를 사용하여 소형 폐가전(핸디형 청소기, 로봇 청소기) 1대분을(약 2~3kg) 각각 물, 염화바륨 수용액, 염화마그네슘 수용액을 분사하면서 파쇄하였다. 파쇄 후 얻어진 파쇄산물에 대해 HF 함량을 분석하였다. 실험 조건은 아래 표 1과 같으며, 실험 결과는 아래 표 2와 같다. HF 검출 분석은 에스이엘안전기술원(KOLAS 인증 기관)에 의뢰하여 실시하였다. Using a small experimental shredder having the configuration shown in Figure 1, one small waste home appliance (handheld vacuum cleaner, robot vacuum cleaner) (about 2 to 3 kg) was shredded while spraying water, barium chloride aqueous solution, and magnesium chloride aqueous solution, respectively. The HF content of the crushed product obtained after crushing was analyzed. The experimental conditions are as shown in Table 1 below, and the experimental results are as shown in Table 2 below. HF detection analysis was conducted by requesting the SL Safety Technology Institute (KOLAS certification agency).

구분division 내용detail 실험 조건Experimental conditions - 실험원료: 각 실험별 소형 폐 전기·전자제품(핸디형, 로봇 청소기)
1대 (약 2~3kg)
- 파쇄조건: 물, 염수 1L/min 분사
- 사용염수: BaCl, MgCl 용액
- 실험목적: 파쇄산물 내 HF(불산) 거동 조사, 최소한의 염수 농도 설정
- Experimental raw materials: Small waste electrical and electronic products for each experiment (handy type, robot vacuum cleaner)
1 unit (approximately 2~3kg)
- Crushing conditions: Water, salt water 1L/min spray
- Salt water used: BaCl, MgCl solution
- Purpose of experiment: Investigation of HF (hydrofluoric acid) behavior in crushed products, setting minimum brine concentration
물 분사water spray - 소형 폐 전기·전자제품(핸디형, 로봇 청소기) 1대 (약 2~3kg) 파쇄
- 물 1L/min 분사
- 파쇄산물 용액 내 HF(불산) 농도: 303ppm
- Shredding 1 small waste electrical/electronic product (handy type, robot vacuum cleaner) (approximately 2~3kg)
- Water 1L/min spray
- HF (hydrofluoric acid) concentration in the crushing product solution: 303ppm
BaCl
염수 분사
BaCl
salt spray
- 소형 폐 전기·전자제품(핸디형, 로봇 청소기) 1대 (약 2~3kg) 파쇄
- BaCl 염수 1L/min 분사
- 파쇄산물 용액 내 HF(불산) 농도: 미검출
- Shredding 1 small waste electrical/electronic product (handy type, robot vacuum cleaner) (approximately 2~3kg)
- BaCl brine 1L/min injection
- HF (hydrofluoric acid) concentration in the crushing product solution: Not detected
MgCl
염수 분사
MgCl
salt spray
- 소형 폐 전기·전자제품(핸디형, 로봇 청소기) 1대 (약 2~3kg) 파쇄
- BaCl 염수 1L/min 분사
- 파쇄산물 용액 내 HF(불산) 농도: 미검출
- Shredding 1 small waste electrical/electronic product (handy type, robot vacuum cleaner) (approximately 2~3kg)
- BaCl brine 1L/min injection
- HF (hydrofluoric acid) concentration in the crushing product solution: Not detected

상기 물 분사 실험 결과로부터 HF 제거에 필요한 염수 농도(1L 기준)를 계산하였다.The salt water concentration (based on 1L) required for HF removal was calculated from the water injection experiment results.

물 1L 기준 F 함유량(몰량) 계산Calculation of F content (molar amount) based on 1L of water

HF 중 F가 Mg, Ba, Ca과 반응하므로 F의 몰량 계산(BaF2, MgF2, CaF2)Calculate the molar amount of F since F in HF reacts with Mg, Ba, and Ca (BaF 2 , MgF 2 , CaF 2 )

→ (303ppm)×(1L)×0.001 / (18.9984g/mol) = 0.01595mol (F 몰질량: 18.9984g/mol) → (303ppm)×(1L)×0.001 / (18.9984g/mol) = 0.01595mol (F molar mass: 18.9984g/mol)

이로부터 침전에 필요한 MgCl2, CaCl2, BaCl2 양을 계산하였다. From this, the amounts of MgCl 2 , CaCl 2 , and BaCl 2 required for precipitation were calculated.

MgCl2: (24.305g/mol)×(0.0079744mol)+(35.453g/mol)×(0.01595mol) = 0.7593gMgCl 2 : (24.305g/mol)×(0.0079744mol)+(35.453g/mol)×(0.01595mol) = 0.7593g

CaCl2: (40.078g/mol)×(0.0079744mol)+(35.453g/mol)×(0.01595mol) = 0.8851gCaCl 2 : (40.078g/mol)×(0.0079744mol)+(35.453g/mol)×(0.01595mol) = 0.8851g

BaCl2: (137.33g/mol)×(0.0079744mol)+(35.453g/mol)×(0.01595mol) = 1.661gBaCl 2 : (137.33g/mol)×(0.0079744mol)+(35.453g/mol)×(0.01595mol) = 1.661g

따라서, 실험에 사용한 핸디형 청소기 및 로봇 청소기를 기준으로, 1L/min 분사할 경우, 불소 제거를 위해 필요한 최소 염수 농도는 아래와 같다. Therefore, based on the handheld vacuum cleaner and robot vacuum cleaner used in the experiment, when spraying at 1L/min, the minimum salt water concentration required to remove fluoride is as follows.

MgCl2 최소 0.7593g/L (0.07593wt%), MgCl 2 minimum 0.7593g/L (0.07593wt%),

CaCl2 최소 0.8851g/L (0.08851wt%), CaCl 2 minimum 0.8851g/L (0.08851wt%),

BaCl2최소 1.661g/L (0.1661wt%) 용액 분사 필요 BaCl 2 minimum 1.661g/L (0.1661wt%) solution spray required

→ 약 0.7~1.7 중량%의 염수 사용 필요(침전제 종류별 차이 존재)→ Requires the use of approximately 0.7 to 1.7% by weight of brine (there are differences depending on the type of precipitant)

본 발명의 파쇄방법 및 파쇄장치는, 이차전지가 포함된 폐 전기·전자제품의 처리에서 해체 및 비활성화 단계를 거치지 않고도 화재나 폭발을 방지하여 안정적으로 파쇄할 수 있으며, 불산이 함유되지 않은 안전한 파쇄산물을 얻을 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 폐 전기·전자제품을 해체하고 유용물질을 회수하는 전체 공정의 효율을 크게 높이고 파쇄산물의 안전성을 높일 수 있으므로, 이차전지를 포함하는 폐 전기·전자제품의 재활용 분야에서 기존의 방법 및 장치를 대체하여 널리 이용될 수 있다. The crushing method and crushing device of the present invention can stably crush waste electrical and electronic products containing secondary batteries by preventing fire or explosion without going through disassembly and deactivation steps, and provide safe crushing that does not contain hydrofluoric acid. product can be obtained. Accordingly, the present invention can significantly increase the efficiency of the entire process of dismantling waste electrical and electronic products and recover useful materials, and increase the safety of the shredded products, so it is currently being used in the field of recycling of waste electrical and electronic products including secondary batteries. It can be widely used by replacing the methods and devices of.

이상에서 설명된 본 발명의 소형 폐 전기·전자제품의 안정적 파쇄를 위한 파쇄방법 및 이를 위한 파쇄장치는 예시적인 것이며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기 발명의 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이고, 본 발명의 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The shredding method for stable shredding of small waste electrical and electronic products of the present invention and the shredding device for the same described above are exemplary, and those skilled in the art will recognize various modifications and equivalents thereof. It will be appreciated that other embodiments are possible. Therefore, it will be well understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the description of the invention above. The true technical protection scope of the present invention shall be determined by the technical spirit of the claims, and is understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention defined by the claims of the present invention. It has to be. In addition, terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

1 : 파쇄기
10 : 투명 덮개
20 : 투입구
30 : 노즐이 구비된 유체 분출부
40 : 파쇄날이 구비된 파쇄부
50 : 배출부
2 : 불활성가스 봄베
3 : 물(염수) 탱크
4 : 파쇄산물 수거부
L : 배관(불활성가스)
P : 배관(물, 염수)
1: Shredder
10: Transparent cover
20: Inlet
30: Fluid ejection unit equipped with a nozzle
40: Crushing unit equipped with a crushing blade
50: discharge part
2: Inert gas cylinder
3: Water (salt water) tank
4: Shredded product collection unit
L: Piping (inert gas)
P: Piping (water, salt water)

Claims (7)

이차전지, 이차전지가 포함된 충전식 및 비충전식 소형 전기·전자제품 중 어느 하나를 화재 및 폭발의 위험을 제어할 수 있는 아래 a)에서 c) 중 어느 하나의 조건하에서 파쇄하되, 파쇄 시 MgCl2, CaCl2, BaCl2 중 어느 하나의 염을 포함하는 염수를 분사하며 파쇄하는 것을 포함하는 폐 전기·전자제품의 파쇄방법.
a) 95% 이상의 질소분위기 조건
b) 80%에서 95% 미만의 질소분위기 조건
c) 10% 이상의 이산화탄소 분위기 조건
Secondary batteries and rechargeable and non-rechargeable small electrical and electronic products containing secondary batteries shall be shredded under any of the conditions a) to c) below that can control the risk of fire and explosion, and MgCl 2 at the time of shredding. , CaCl 2 , BaCl 2 A method of shredding waste electrical and electronic products comprising spraying salt water containing any one of the salts and shredding them.
a) Nitrogen atmosphere conditions of more than 95%
b) Nitrogen atmosphere conditions of 80% to less than 95%
c) Carbon dioxide atmosphere conditions of more than 10%
제1항에 있어서,
상기 염수는 상기 염을 0.5~2 중량%로 포함하며, 0.3~1.9 L/min 으로 분사되는 것을 특징으로 하는, 폐 전기·전자제품의 파쇄방법.
According to paragraph 1,
A method of shredding waste electrical and electronic products, wherein the brine contains 0.5 to 2% by weight of the salt and is sprayed at 0.3 to 1.9 L/min.
제1항에 있어서,
상기 폐 전기·전자제품에 물을 분사하면서 파쇄한 후 파쇄산물에서 검출되는 불산의 함량으로부터 불산 제거에 필요한 염수의 농도를 계산하는 것을 특징으로 하는, 폐 전기·전자제품의 파쇄방법.
According to paragraph 1,
A method of shredding waste electrical and electronic products, characterized in that the concentration of brine required to remove hydrofluoric acid is calculated from the content of hydrofluoric acid detected in the shredded product after shredding the waste electrical and electronic products by spraying water on them.
제1항에 있어서,
상기 폐 전기·전자제품은 리튬이온 배터리, 리튬이온 배터리가 포함된 로봇청소기, 핸디형 청소기, Al 스피커, 블루투스 스피커, 무선이어폰, 무선선풍기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 폐 전기·전자제품의 파쇄방법.
According to paragraph 1,
Shredding of waste electrical and electronic products, characterized in that the waste electrical and electronic products are any one of lithium-ion batteries, robot vacuum cleaners containing lithium-ion batteries, handheld vacuum cleaners, Al speakers, Bluetooth speakers, wireless earphones, and wireless fans. method.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
이차전지 또는 이차전지가 포함된 충전식 소형 전기·전자제품을 해체 또는 비활성화 단계를 거치지 않고 파쇄하는 것을 특징으로 하는 폐 전기·전자제품의 파쇄방법.
According to any one of claims 1 to 4,
A method of shredding waste electrical and electronic products, characterized in that shredding secondary batteries or small rechargeable electrical and electronic products containing secondary batteries without dismantling or deactivating them.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파쇄는 소정의 파쇄장치를 사용하여 수행되며,
상기 파쇄장치는,
개폐식으로 형성된 투입구와,
상기 투입구 내에 설치되어 내부로 물이나 염수를 분사하기 위한 분사노즐이 구비된 유체 분출부와.
상기 투입구를 통해 공급된 시료를 파쇄하는 파쇄날이 구비된 파쇄부와,
상기 파쇄부 내에 설치되어 불활성가스를 주입하기 위한 가스 주입부와,
상기 파쇄부에서 파쇄된 파쇄산물을 배출하는 배출부가 구비된 파쇄기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐 전기·전자제품의 파쇄방법.
According to any one of claims 1 to 4,
The crushing is performed using a predetermined crushing device,
The crushing device is,
An inlet formed in an open and closed manner,
A fluid spray unit installed in the inlet and provided with a spray nozzle for spraying water or salt water into the inlet.
A crushing unit provided with a crushing blade for crushing the sample supplied through the inlet,
A gas injection unit installed in the crushing unit to inject an inert gas,
A method of shredding waste electrical and electronic products, comprising a shredder provided with a discharge unit that discharges the shredded products from the shredding unit.
제6항에 있어서,
상기 투입구에는 개폐 가능한 투명 덮개가 구비되어 파쇄기 내부의 파쇄 상황을 육안으로 관찰하거나 카메라 촬영이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 폐 전기·전자제품의 파쇄장치.

According to clause 6,
A shredding device for waste electrical and electronic products, characterized in that the inlet is provided with a transparent cover that can be opened and closed to enable visual observation or camera photography of the shredding situation inside the shredder.

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