- 원리: 고속 회전 로터(임펠러)를 이용해 강력한 소용돌이와 전단력을 발생시키며, 탱크 내부의 물질들 간의 격렬한 마찰, 충돌 및 문지르는 작용을 일으켜.
- 종이-플라스틱 분리 마찰 세척은 마찰 세척기에서 발생하는 기계적 마찰을 이용하여 폐지 펄프 내의 종이 섬유와 플라스틱을 분리하는 공정을 의미합니다.
2. 마찰 세척기 내부
- 고속 회전하는 로터가 펄프를 격렬한 운동 상태로 몰아넣습니다.
- 종이 섬유: 질감이 상대적으로 부드럽고, 지속적인 마찰과 문질러짐에 따라 추가로 섬유화되어(더 가늘어지며) 물속에 계속 떠 있게 됩니다.
- 플라스틱 조각: 질긴 표면과 매끄러운 표면을 지니고 있으며, 마찰로 인해 분쇄되지 않고 부착된 종이 섬유로부터 "문질러져서" 분리됩니다. 이 조각의 크기는 점차 증가하게 되며(공 모양으로 말려들어가며), 이는 일종의 "역 펄프화" 과정을 나타냅니다.
- 분리 원리: 종이 섬유와 플라스틱 조각의 물리적 특성 차이를 기반으로 이루어집니다:
- 크기와 형태: 마찰 이후 종이 섬유는 미세해지고, 플라스틱 조각은 더 큰 공 모양이나 플레이크 형태로 변합니다.
- 소수성(수축성): 플라스틱은 소수성이며, 종이 섬유는 친수성입니다.
3. 마찰 세척의 주요 장점 및 특징
- 효율적인 분리: 종이 섬유의 95% 이상을 효과적으로 분리하여 높은 회수율 달성.
- 화학물질 불필요: 순수하게 물리적-기계적 방법으로 친환경적이며 운영 비용이 낮음.
- 향상된 펄프 품질: 플라스틱과 같은 가벼운 불순물을 효과적으로 제거하여 재활용 펄프의 청정도와 품질을 크게 향상시킴.
- 자원 활용 극대화: 종이, 플라스틱(및 알루미늄)을 별도로 회수할 수 있어 복합 포장재의 자원 활용률을 극대화함.
4. 후속 선별 및 분리
- 마찰 세척기에서 나온 혼합물이 선별 장비(예: 압력 스크린, 원통형 스크린)로 유입됨.
- 압력 스크린: 체판의 구멍(또는 슬롯)을 이용함. 미세한 종이 섬유는 구멍을 통과하여 "정제 펄프(accepts)"가 되고 제지 공정으로 보내짐. 반면 더 큰 플라스틱 덩어리/플레이크는 차단되어 "잔재물(rejects)"(미채광물)로 분리됨.
- 원통형 스크린: 물과 미세 펄프가 스크린을 통과하는 동안 플라스틱 조각이 드럼 내부에 머무르고, 드럼의 회전을 통해 불순물로 배출되는 방식을 사용함.
- 농축 및 포장:
- 수용물(종이 섬유): 다단계 세척 및 농축 후 순수 펄프 시트 형태로 제작되거나 종이 제조를 위해 직접 사용됨.
- 배출물(플라스틱/알루미늄 혼합물): 농축 및 탈수하여 "플라스틱 우드 소재" 또는 "알루미늄-플라스틱 혼합물"로 형성되며, 이는 하류 업체에 판매되어 추가 분리 또는 목재-플라스틱 복합재료로 가공될 수 있음.
5. 주요 적용 분야
이 기술은 주로 다음 가공 분야에 특화되어 있음:
- 액체 포장 박스: Tetra Pak, SIG Combibloc 등 (골판지, 폴리에틸렌 플라스틱, 알루미늄 호일로 구성됨).
- 플라스틱 코팅 종이컵: 일회용 커피컵, 밀크티 컵 (내부에 PE 플라스틱 코팅층 있음).
- 종이-플라스틱 복합 포장봉투: 일부 식품 및 산업 제품 포장에 사용됨.
6. 요약
종이-플라스틱 분리 마찰 세척은 효율적이고 친환경적인 기계적 분리 기술입니다. 이는 현대 종이 재활용에서 핵심 공정으로, 수작업으로는 분류하기 어려운 종이 기반 복합 소재를 처리하는 데 특히 적합합니다. "마찰 세척"과 "스크리닝"의 조합을 통해 종이 섬유와 플라스틱을 성공적으로 분리하여 폐기물을 가치 있는 자원으로 전환함으로써 자원 재활용을 크게 촉진합니다.
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