노트북 인쇄회로기판의 전자부품으로부터 Tantalum 선별에 관한 연구

Abstract

본 연구는 폐 노트북 인쇄회로기판에 실장된 전자부품 중 Tantalum Capacitor로부터 비중선별을 통해 고품위 Tantalum 금속을 회수하는 것을 목적으로 수행하였다. 비중선별을 통해 Tantalum의 회수에 앞서, 인쇄회로기판을 자체개발한 부품분리기를 통해 부품을 분리하였다. 자체개발한 부품분리기는 가열을 통해 솔더를 용융시켜 부품을 분리하는 방식으로, 최적 조건으로 알려진 260 ℃에서 rod의 이송속도 1.5 rpm, steel brush의 회전속도 120 rpm에서 분리를 하였다. 분리된 부품은 체분리를 통해 +6.35mm, -6.35+2.80 mm, -2.80 mm의 세 입도로 구분하였으며, 중간입도인 -6.35+2.80 mm에서 Tantalum Capacitor를 전체 실장된 양에서 약 97 wt.%를 회수하였다. 회수된 Tantalum Capacitor는 대표적인 충격식 분쇄장치인 Pin mill과 Hammer mill를 이용하여 1 mm 이하로 분쇄를 하였다. 분쇄물 중 Hammer mill 산물의 d50이 약 220 ㎛로 Pin mill 산물의 d50인 약 68 ㎛에 비해 높은 수치를 나타내었다. 따라서 미분의 발생량이 적은 Hammer mill을 주 분쇄기로 사용하였다. 분쇄물은 300 Gauss에서 자력선별 후, Knelson Concentrator를 이용하여 비중선별을 하였다. 보다 효율적인 선별을 위해 Tantalum Capacitor 분쇄물은 -1000+355 ㎛, -355+90 ㎛, -90 ㎛의 세 입도로 나누어 선별하였다. Knelson Concentrator내부의 Bowl rpm과 내부 유입유량을 변수로 하여 비중선별을 하였다. 각 입도에서 최대 선별효율 경향을 나타내는 조건을 본 연구의 최적의 조건으로 선정하였으며, 이때 최대 효율 조건에서 중액선별(DMS, Dense Medium Separation)을 통해 70 % 이상의 품위로 Tantalum 회수가 가능한 것을 확인할 수 있었다.