KR100894085B1

KR100894085B1 - 폐용액의 재활용 방법 및 이로부터 수득된 재생연료

Info

Publication number: KR100894085B1
Application number: KR1020070063156A
Authority: KR
Inventors: 장춘학
Original assignee: 주식회사 인코케미컬; 장춘학
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-04-21
Anticipated expiration: 2027-06-26
Also published as: KR20080114017A

Abstract

본 발명은 반도체 및 TFT-LCD 등에 사용되는 감광성 수지(photoresist resin), 수계 세정제, 현상액으로부터 배출되는 여러 가지 폐용액의 재활용 및 친환경적 처리 방안으로써, 수집된 폐용액에 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)를 포함하는 침전제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 10.0중량%로 포함되도록 첨가하여 할로겐 및 금속을 침전 분리 제거하는 단계를 포함하는 폐용액의 재활용 방법 및 이로부터 수득된 재생연료를 제공한다. 또한, 상기 폐용액의 종류에 따라서, 고분자 응집제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 4.0중량%로 포함되도록 첨가하여 고분자를 응집시킨 다음, 응집된 고분자와 용액을 분리, 회수하는 단계를 더 포함한다. 본 발명에 따라 회수된 수득물(용제, 응집 고분자 함유 슬러지 등)은 세정제, 이형제, 그리고 액상 재생연료 등으로 유용하게 재활용된다.

폐용액, 재활용, 스트리퍼, 용제, 재생연료

Description

폐용액의 재활용 방법 및 이로부터 수득된 재생연료 {METHOD FOR RECYCLING WASTE SOLUTION AND REGENERATED FUEL OBTAINED THEREBY}

본 발명은 폐용액에 포함된 유효 자원을 재이용할 수 있는 폐용액의 재활용 방법 및 상기 방법으로부터 수득된 재생연료에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐용액에 포함된 할로겐, 금속 등을 침전 제거하고, 용매 및 수지 성분 등을 분리, 회수하여 세정제, 연료 등으로 재이용할 수 있는 폐용액의 재활용 방법 및 이로부터 수득된 재생연료에 관한 것이다.

일반적으로 반도체, TFT-LCD 및 플렉시블(flexible)한 PCB 등은 광학 리소그래피(optical lithography) 공정을 통하여 제조되고 있다. 구체적으로, 포토레지스트(photoresist)층 형성 → UV 조사 → 현상(developer) → 에칭(etching) → 세척(washing) → 스트리퍼(striper) 등의 공정을 통하여 생산되고 있다. 그리고 이와 같은 생산 공정에서는 다량의 폐용액이 발생, 배출되고 있으며, 발생된 폐용액에는 자원으로 재활용할 수 있는 여러 가지 용제 및 수지 등의 유효 자원이 포함되어 있다. 각 공정별로 발생되는 폐용액에 대하여 설명하면 다음과 같다.

실리콘 웨이퍼의 표면이나 구리 등이 코팅된 회로기판의 표면에 마스킹(masking)을 위한 감광성 수지를 코팅한 후 UV를 조사하고 있다. 그리고 박막 수지를 현상액으로 녹여 내고, 수계 세정액으로 세척(washing)을 하고 있다. 이때 수지, 현상액, 세정액 등이 포함된 소위 포토레지트(photoresist) 수지 폐용액(이하, '폐PR수지 용액'이라 한다)이 배출된다.

또한, 에칭(etching) 공정에서는 무기/유기산 즉, HF, HNO₃, 초산 등의 사용에 따른 폐용액(이하, '폐에칭액'이라 한다)이 배출되고 있으며, 에칭 공정 후에 실시되는 세척(washing) 공정에서는 세정제 사용에 따른 폐용액(이하, '폐세정액'이라 한다)이 배출되고 있다. 그리고 스트리퍼(striper) 공정에서는 마스킹(masking)된 감광막 수지 제거로 인한 폐용액(이하, '폐스트립 용액'이라 한다)이 배출되고 있다.

위와 같이, 반도체, TFT-LCD 등의 생산 공정에서는 PR 수지 폐용액, 폐세정액, 폐에칭액, 폐스트립용액 등의 다량의 폐용액이 배출되고 있다. IT 산업 육성으로 배출되는 폐용액의 양은 매년 증가하여 그 양은 수백만톤에 육박하나, 첨단 전자제품의 초정밀 및 초순수로 인하여 상기 폐용액의 재활용은 어려움이 있다.

대한민국 공개특허 제2004-0009100호에서는 폐용액 중에서 폐스트립 용액을 재활용할 수 있는 "포토레지스트 스트리퍼의 재생방법"을 제시하고 있다. 이는 스트리퍼(striper) 공정에서 발생되는 폐용액에 포함된 일부 유기용제를 화학적 처리 없이 물리적 방법으로 회수하여 재사용하는 것으로서, 수용성 폐용액을 수거하여 증류 등의 방법으로 휘발성 용제를 회수하여 재활용하고, 소위 초류라고 하는 고급 수계 용제(120℃에서 분별 증류되는 물, 저비점 알콜 및 에테르 등)는 폐기하고, 나머지 폐슬러지(잔류하는 고비점 용제, 수지, 올리고머 등)는 지정폐기물로 처리하거나, 분리 소각처리하고 있다. 이와 같이, 상기 선행특허는 최첨단에 사용되는 고급 수계용제를 비롯하여 수지를 폐기 처리하고 있어, 이는 지극히 비효율적이며, 자원고갈 측면이나, 환경 충격에 대한 부담이라는 문제점이 있다. 또한, 폐용액에는 할로겐 원소, 금속(각종 중금속, 전이금속 등) 등이 포함되어 있는 데, 이들에 대한 처리 방안은 제시하지 못하고 있다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-0251429호(공개번호 제1996-0037803호)에는 폐기물을 함유한 "액체 연료 조성물"로서, 수불용성 및 수용성 폐유와 폐용매 그리고 물을 혼합고 액상 보조 연료로 재활용하기 위하여 계면활성제를 첨가하여 에멀젼화시킨 용액을 연료를 제시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2006-0122454호에서는 "폐도료를 포함하는 폐용제로부터의 연료의 재생방법 및 그로부터 수득되는 재생연료"로서 폐도료로부터 폐용제를 혼합하고 점도조절제, 겔화방지제등을 첨가하여 액상 연료로 재활용하는 기술을 제시하고 있다. 그러나 이들은 폐유, 폐도료의 재활용에 관한 것으로서, 식물성/동물성 기름으로부터 유래되는 폐유나 폐도료에 물, 용제, 유화제, 겔화 방지제, 점도조절제 등 여러 가지 첨가제를 첨가하여 궁극적으로 액상 보조 연료로 사용하고자 하는 것으로서, 반도체 산업 등에서 배출되는 다량의 폐용액을 효과적이고 친환경적으로 재활용하는 방법은 도모하지 못하고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자 산업분야(반도체, TFT-LCD, 및 PCB 등의 제조분야)에서 발생되는 폐용액을 처리하여 재활용함에 있어, 폐용액에 포함된 할로겐, 금속 등의 불순물을 제거하고, 용매 및 수지 성분 등의 유효 자원을 효과적으로 분리, 회수하여 세정제나 연료 등으로 재이용할 수 있는 폐용액의 재활용 방법, 및 상기 방법을 통하여 수득된 고열량의 안정된 재생연료를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수집된 폐용액에 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂) 포함하는 침전제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 10.0중량%로 포함되도록 첨가하여 할로겐 및 금속을 침전 분리 제거하는 단계(제1공정)를 포함하는 폐용액의 재활용 방법을 제공한다.

이때, 상기 폐용액의 종류에 따라서, 고분자 응집제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 4.0중량%로 포함되도록 첨가하여 고분자를 응집시킨 다음, 응집된 고분자와 용액을 분리하는 단계(제2-1공정)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제2-1공정은 상기 할로겐 및 금속을 침전 분리 제거하는 단계(제1공정)에 후속하여 진행되는 것으로서, 응집된 고분자와 용액을 분리함에 있어서는 원심분리기를 이용할 수 있다.

또한, 상기 폐용액의 종류에 따라서, 상기 폐용액을 100 ~ 150℃에서 분별 증류하여 물이 포함된 저비점 유기용제를 회수하고, 계속해서 200 ~ 300℃에서 증류하여 고비점 유기용제를 회수하는 단계(제2-2공정)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제2-2공정은 상기 제1공정을 진행한 다음 곧바로 진행하거나, 상기 제2-1공정에 후속하여 진행할 수 있다. 이때, 상기 100 ~ 150℃에서 분별 증류하는 과정에서는 150℃ 이하에서 증발되는 저비점 용제(통상, '초류'라고 함)로서, 물을 포함하여 저비점 알콜, 에테르, 휘발성 용제 등이 회수되는 데, 이는 재생연료로 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에서 처리 대상(재활용 대상)이 되는 폐용액은 전자 산업분야, 구체적으로 반도체, TFT-LCD, 및 플랙시블 PCB 등의 제조과정에서 발생되는 폐용액으로서, 바람직하게는 폐PR수지 용액, 폐에칭액, 폐세정액 및 폐스트립 용액 등으로부터 선택된다. 구체적으로, 포토레지스트(photoresist) 공정에서 현상액에 녹아 배출된 것으로서 감광성 수지 및 현상액 등이 포함된 폐PR수지 용액; 에칭(etching) 공정에서 배출된 것으로서 무기/유기산 즉, HF, HNO₃, 초산 등이 포함된 폐에칭액; 세척(washing) 공정에서 배출된 것으로 세정제 등이 포함된 폐세정액; 그리고 스트리퍼(striper) 공정에서 배출된 것으로서 무기산, 감광막 수지(PR 수지)와 함께 이러한 수지에 대해 강력한 용해력을 가지는 수계 용제 등이 포함된 폐스트립 용액; 등이 사용된다.

위와 같은 폐용액 내에는 각종 수지 성분, 저비점 및 고비점 용제, 세정성 분, 수지에 대한 강한 용해력이 가지는 수계 용제 등과 함께 할로겐 원소(불소 등), 그리고 중금속, 전이금속 등의 금속 등이 포함되어 있는 데, 상기 제1공정에서 할로겐 및 금속이 침전제에 의해 침전 분리 제거된다. 상기 침전제는 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)를 적어도 포함하여 구성된 혼합물이 사용된다. 이때, 상기 침전제는 폐용액 내에 0.1 ~ 10.0중량%로 포함되도록 첨가되는 데, 이러한 침전제의 함량이 0.1중량% 미만이면 침전율 및 반응성이 떨어져 할로겐 원소와 금속의 제거율이 떨어지며, 10.0중량%를 초과하면 다량 첨가에 따른 상승효과가 미미하고 비용 면에서도 바람직하지 않다. 아울러, 상기 침전제는 폐용액의 종류에 따라 그 함량이 상기 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 폐에칭액의 경우에는 0.1 ~ 1.0중량%로 사용될 수 있으며, 폐세정액, 폐PR수지 용액 및 폐스트립 용액 등의 경우에는 0.1 ~ 3.0중량%로 사용될 수 있다. 아울러, 바람직한 구현예에 따라서, 상기 침전제는 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 혼합하여 사용하되, 1 : 1.5~3 : 1.5~3의 중량비(Ca : CaO : Ca(OH)₂ = 1 : 1.5~3 : 1.5~3)로 혼합, 사용하는 것이 좋으며, 가장 바람직하게는 1 : 2 : 2의 중량비로 혼합, 사용하는 것이 좋다.

또한, 상기 고분자 응집제를 사용하는 제2-1공정은, 제1공정에서 할로겐 및 금속이 제거된 폐용액에서 고분자를 응집 분리하는 공정으로서, 여기서 사용되는 고분자 응집제는 통상의 것으로 양이온계, 음이온계 또는 비이온계, 바람직하게는 이들의 혼합을 사용할 수 있다. 이때, 상기 양이온계로는 통상의 CP701 상품 등을 사용할 수 있고, 상기 음이온계로는 통상의 AP501 상품 등을 사용할 수 있으며, 상기 비이온계로는 통상의 NP600 상품 등을 사용할 수 있다. 이러한 응집제는 가능한 한 최소량을 첨가하여 고분자와 플록(floc)을 형성시키는 것이 바람직하며, 구체적으로 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 4.0중량%로 포함되도록 첨가한다. 이때, 응집제의 함량이 0.1중량% 미만이면 반응성이 떨어져 고분자 응집 제거율이 낮고, 4.0중량%를 초과하면 과잉첨가로 인하여 오히려 응집제가 용액 내의 이물질로 작용하여 바람직하지 않다.

이하, 각 폐용액 종류별로 처리 및 재활용하는 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

1. 폐스트립 용액

폐스트립 용액은 반도체 등의 제조과정에서 최종적으로 배출되는 폐용액으로서, 여기에는 전술한 바와 같이, 에칭과정에서 사용한 무기산(플로르화수소산 및 질산) 및 에칭된 금속이 미량 포함되어 있으며, 또한 용해된 과량의 PR 수지와 강력한 수지 용해도를 가지는 스트립 수계용제, 그리고 할로겐 등의 불순물 등이 포함되어 있다.

위와 같은 폐스트립 용액을 처리하여 재활용함에 있어서는 침전제를 첨가하는 제1공정은 물론 고분자 응집제를 첨가하는 제2-1공정을 필수적으로 진행하는 것이 좋다. 이때, 침전제는 폐스트립 용액 내에 0.1 ~ 3.0중량%로 포함되도록 첨가 하는 것이 좋으며, 이러한 침전제를 사용함에 있어서는 Ca, CaO 및 Ca(OH)₂를 1 : 2 : 2로 섞어 사용하는 것이 좋다. 이에 따라, 할로겐 음이온과 금속 양이온이 침전 분리된다. 구체적으로, 침전제의 첨가 교반에 의해 중화되어 불소이온은 CaF₂(Ksp=3.4 x 10^-11)로 침전 분리되고, 용액에 잔존하는 구리 및 알루미늄 이온은 Cu(OH)₂(Ksp=2.6 x 10^-19) 및 Al(OH)₃(Ksp=4.6 x 10^-33)로 침전 분리된다. 그리고 기타 중금속 이온 및 전이금속 이온들은 Ca 금속과의 활동도 차이로 침전 분리된다.

또한, 상기 제2-1공정으로서 고분자 응집제는 음이온계, 양이온계 및 비이온계를 혼합하여 사용하되, 제1공정을 거친 폐용액에 0.1 ~ 3.0중량%로 첨가하는 것이 좋다. 이때, 폐용액 내에 녹아있는 수지는 응집(flocculation)된다. 그리고 원심분리 및 탈수를 진행하여 플록(응집된 수지)과 용액을 분리한다. 이때, 얻어진 용액, 즉 플록(응집된 수지)이 제거된 용액은 세정제로 재활용하며, 특히 합성수지 반응조의 막힌 관(pipe) 청소 등의 세정제로 유용하게 재활용할 수 있다.

또한, 상기 얻어진 용액, 즉 플록(응집된 수지)이 제거된 용액은 수지 용제로 유용하게 재활용할 수 있으며, 이는 수지에 대해 강력한 용해력을 갖는다. 실질적으로 상기 공정을 통하여 얻어진 용액, 즉 상기 제1공정 및 제2-1공정을 거쳐 얻어진 스트리퍼 용액을 이용하여 4종류의 합성수지(아크릴계 수지, 알키드계 수지, 고무계 수지, 에폭시계 수지)에 대하여 용해력을 평가해 본 결과 우수한 용해 력을 가짐을 확인할 수 있었다. 그 결과는 하기 [표 1]과 같다.

수지	스트리퍼 용액/수지 (중량%)			비 고
수지	20	40	60	비 고
PMMA	○	◎	◎	◎:매우 잘 녹음 ○:잘 녹음 △:서서히 녹음
polyol	○	◎	◎
천연 고무	△	○	◎
에폭시 수지	△	○	◎

2. 폐에칭액

폐에칭액은 규소화합물(SiO₂) 불소-규소화합물(H₂SiF₆ 등)의 에칭 반응생성물과, 과잉(excess) 무기산(HNO₃, HF 등) 및 유기산(CH₃COOH 등), 그리고 기타 수계용제가 포함되어 있다. 이러한 폐에칭액을 처리하여 재활용함에 있어서는 침전제를 첨가하는 제1공정을 필수적으로 진행한다. 이때, 침전제는 폐에칭액 내에 1.0 ~ 5.0중량%로 포함되도록 첨가하는 것이 좋으며, 이러한 침전제를 사용함에 있어서는 Ca, CaO 및 Ca(OH)₂를 1 : 2 : 2의 중량비로 혼합, 사용하는 것이 좋다.

이에 따라, 잔류하는 무기/유기산이 중화되면서, 불소 이온과 기타 금속 이온은 침전 분리된다. 이러한 과정을 통해 특수 폐기물 처리량을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 얻어진 용액, 즉 제1공정에 의해 불소 이온, 금속 이온 등이 제거되고 남은 용액은 이형제나 관(pipe) 청소를 위한 세정제로 유용하게 재활용할 수 있다.

3. 폐세정액

폐세정액도 위와 같은 방법으로 처리하여 재활용할 수 있다. 이때, 상기 폐세정액을 처리 및 재활용함에 있어서는 제1공정을 필수적으로 진행하고, 부가적으로 제2-2공정(증류 공정)을 더 진행하는 것이 좋다. 구체적으로, 폐세정액에 Ca, CaO 및 Ca(OH)₂를 1 : 2 : 2의 중량비로 혼합한 침전제를 0.1 ~ 3.0중량%를 첨가하여 중화 교반함으로써 할로겐 음이온과 금속 양이온을 침전 제거한다. 이때, 상기 폐세정액을 처리하고 얻어진 용액, 즉 제1공정에 의해 할로겐 이온, 금속 이온 등이 제거되고 남은 용액은 세정제로 유용하게 재활용할 수 있다. 그리고 상기 제1공정에 후속하여 제2-2공정을 더 진행할 수 있다. 구체적으로, 100 ~ 150℃에서, 바람직하게는 120℃에서 분별 증류하여 물이 포함된 저비점 유기용제(초류)를 회수(1차 용제 회수)하고, 계속해서 200 ~ 300℃에서, 바람직하게는 250℃에서 증류하여 고비점 유기용제를 회수(2차 용제 회수)한다. 이때, 1차적으로 회수된 상기 저비점 유기용제는 세정제나 액상 재생연료로 사용될 수 있으며, 상기 2차적으로 회수된 고비점 유기용제는 액상 재생연료로 유용하게 사용될 수 있다. 그리고 이들 용제들이 제거되고 남은 액상 슬러지도 액상 재생연료로 유용하게 사용될 수 있다.

4. 폐PR수지 용액

폐PR수지 용액 또한 위와 같은 방법으로 처리하여 재활용할 수 있다. 이때, 상기 폐PR수지 용액을 처리 및 재활용함에 있어서는 제1공정과 제2-1공정을 필수적으로 진행하고, 부가적으로 제2-2공정(증류 공정)을 더 진행하는 것이 좋다.

구체적으로, 폐PR수지 용액에 Ca, CaO 및 Ca(OH)₂를 1 : 2 : 2의 중량비로 혼합한 침전제를 0.1 ~ 3.0중량%를 첨가하여 중화 교반함으로써 할로겐 음이온과 금속 양이온을 침전 제거한다. 후속하여, 상기 폐스트립 용액에서와 같이 고분자 응집제를 첨가하는 제2-1공정을 더 진행하여 플록(응집된 고분자) 및 용액을 분리 제거한다. 얻어진 용액, 즉 플록(응집된 수지)이 제거된 용액은 세정제로 유용하게 재활용할 수 있다. 하며, 특히 합성수지 반응조의 막힌 관(pipe) 청소 등의 세정제로 유용하게 재활용할 수 있다.

또한, 상기 폐PR수지 용액을 처리하여 재활용함에 있어서는 제2-2공정(증류 공정)을 더 진행할 수 있는 데, 이때 상기 제2-2공정은 제1공정에 후속하여 곧바로 진행하거나, 또는 제1공정 및 제2-1공정을 순차적으로 거친 후, 제2-1공정에 후속하여 진행할 수 있다. 상기 제2-2공정은 상기한 바와 같이 100 ~ 150℃에서, 바람직하게는 120℃에서 분별 증류하여 물이 포함된 저비점 유기용제(초류)를 회수(1차 용제 회수)하고, 계속해서 200 ~ 300℃에서, 바람직하게는 250℃에서 증류하여 고비점 유기용제를 회수(2차 용제 회수)하는 방법으로 진행한다. 그리고 1차적으로 회수된 상기 저비점 유기용제(초류)는 세정제나 액상 재생연료로 사용될 수 있으며, 상기 2차적으로 회수된 상기 고비점의 유기용제는 액상 재생연료로 유용하게 사용될 수 있다. 아울러, 위와 같은 공정을 진행한 후에는 슬러지가 수득되는 데, 상기 슬러지는 재생연료로 유용하게 재활용될 수 있다. 상기 슬러지에는 수지 및 일부 고비점의 유기용제가 포함되어 있어 고열량을 갖는다.

한편, 본 발명은 위와 같은 공정을 거쳐 회수된 수득물을 포함하는 재생연료를 제공한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 재생연료는 상기 폐용액의 처리공정에서 수득된 수지(응집 고분자), 저비점 용제(초류) 및 고비점 용제 등을 포함하여 이루어진다. 보다 구체적으로, 폐PR수지 용액의 처리공정에서 회수된 수지 및 고비점의 용제를 함유한 슬러지; 폐스트립 용액의 처리공정에서 회수된 플록(응집된 고분자); 폐세정액 및 폐PR수지 용액의 처리공정에서 회수된 120℃에서 분별 증류한 물을 함유한 저비점 수계용제(초류); 폐스트립 용액의 처리공정에서 회수된 수계용제; 그리고 상기 폐스트립 용액에서 회수된 수계 용제를 세정제로 사용하여 수지 반응조 탱크 청소한 폐액; 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존에 폐기 처분되었던 소위 초류라는 저비점 수계용제(물, 저급 알콜, 에테르 등); 폐스트립 용액으로 얻어지고 강력한 수지 용해력을 가지는 수계용제; 그리고 고열량의 고비점 용제 및 수지 슬러지를 재생연료로 사용되어 폐자원의 재활용 및 친환경성을 도모하며, 종래의 재생연료와 같이 별도의 계면활성제, 겔화 방지제, 점도조절제 등을 사용하지 않고도 안정된 고열량의 액상 재생연료를 제공한다.

예를 들어, 폐세정액 및 폐PR수지 용액의 처리공정에서 회수된 것으로서, 물이 포함된 저비점 유기용제(초류)는 본 발명의 재생연료 내에 10 ~ 50중량%로 포함될 수 있다. 그리고 상기 폐PR수지 용액 및 폐스트립 용액의 처리공정에서 회수된 것으로, 응집된 고분자나 고비점 용제가 포함된 슬러지는 본 발명의 재생연료 내에 0.1 ~ 40중량%로 포함될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 재생연료는, 상기 슬러지 0.1 ~ 40중량%와 상기 초류 10 ~ 40중량%를 포함하여 조성될 수 있으며, 여기에 부가적으로 폐스트립 용액의 처리공정에서 회수된 용액(수계 용제) 0 ~ 30중량%, 바람직하게는 0.1 ~ 20중량%가 더 포함되어 조성될 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 재생연료는 상기 폐세정액 또는 폐PR수지 용액의 처리공정에서 회수된 초류 10 ~ 50중량%와, 폐스트립 용액의 처리공정에서 회수된 용액(수계 용제)을 0.1 ~ 20중량%를 적어도 포함하여 조성되어지되, 500cps의 점도를 갖도록 조제되어 완벽한 수계 용액(aqueous good solution)의 액상 보조연료로서 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 재생연료는 위와 같이 폐용액으로부터 수득되어 저가로 보급될 수 있으며, 고열량의 성분이 포함되어 에너지 효율이 높다. 실질적으로 상기 공정을 통하여 얻어진 수득물을 이용하여 하기 [표 2]에 보인 바와 같은 조성으로 재생연료를 제조해본 결과, 높은 발열량을 가짐을 확인할 수 있었다.

슬러지 (wt%)			수계 용제 (wt%)		점도 (cps)	원소함유량 (ppm)
A	B	E	C	D	점도 (cps)	F	Cl	Cu	Cd	Cr
70	-	-	20	10	390	8	110	5	-	-
-	50	-	30	20	380	9	120	5	-	-
50	20	-	30	-	460	9	150	3	-	-
40	20	10	30	-	440	8	200	-	-	-

상기 [표 2]에서,

A : 폐PR수지 용액으로부터 회수된 수지 및 고비점의 용제를 함유한 슬러지,

B : 폐스트립 용액으로부터 회수한 응집된 고분자,

C : 폐세정액 및 폐PR수지 용액으로부터 120℃에서 분별 증류한 물을 함유한 저비점 수계용제,

D : 폐스트립 용액으로부터 회수한 수계용제,

E : 상기 D를 가지고 수지 반응조 탱크 청소한 폐액이다.

위와 제조된 액상 재생연료는 밀도=1.1±0.1g/cm³, 점도=400±100cps, 고형분 35±10중량%였고, 발열량은 7000kcal/kg이상으로서 높은 열량을 가짐을 알 수 있었다. 그리고 액상 안정성 및 노즐 분사성이 우수하여, 시멘트 소성로를 비롯하여 기타 연소로에서 편리하게 액상 재생연료로서 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 전자 산업분야(반도체, TFT-LCD, 및 PCB 등의 제조분야)에서 발생되는 폐용액으로부터 할로겐, 금속 등의 유해물을 효과적으로 제거하고, 용매 및 수지 성분 등의 유효 자원을 분리, 회수하여 세정제나 이형제, 그리고 연료 등으로 재활용하여 환경 친화적이고 석유자원을 보존하는 효과를 갖는다.

Claims

수집된 폐용액에 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 혼합한 침전제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 10.0중량%로 포함되도록 첨가하여 할로겐 및 금속을 침전 분리 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
수집된 폐스트립 용액에 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 혼합한 침전제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 3.0중량%로 포함되도록 첨가하여 할로겐 및 금속을 침전 분리 제거하는 단계와;

고분자 응집제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 4.0중량%로 포함되도록 첨가하여 고분자를 응집시킨 다음, 응집된 고분자와 용액을 분리, 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
수집된 폐에칭액에 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 혼합한 침전제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 1.0중량%로 포함되도록 첨가하여 할로겐 및 금속을 침전 분리 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
수집된 폐세정액 또는 폐PR수지 용액에 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 혼합한 침전제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 3.0중량%로 포함되도록 첨가하여 할로겐 및 금속을 침전 분리 제거하는 단계와;

상기 할로겐 및 금속을 제거한 폐세정액 또는 폐PR수지 용액을 100 ~ 150℃에서 분별 증류하여 물이 포함된 저비점 유기용제(초류)를 회수하고, 계속해서 200 ~ 300℃에서 증류하여 고비점 유기용제를 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
수집된 폐PR수지 용액에 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 혼합한 침전제를 상기 폐용액 중에 0.1 ~ 3.0중량%로 포함되도록 첨가하여 할로겐 및 금속을 침전 분리 제거하는 단계와;

고분자 응집제를 상기 폐PR수지 용액 중에 0.1 ~ 4.0중량%로 포함되도록 첨가하여 고분자를 응집시킨 다음, 응집된 고분자와 용액을 분리, 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
제2항에 있어서,

상기 분리, 회수된 용액을 세정제로 재활용하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
제3항에 있어서,

상기 할로겐 및 금속이 침전 분리 제거된 용액을 이형제 또는 세정제로 재활용하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 침전제는 칼슘(Ca), 산화칼슘(CaO) 및 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 혼합하여 사용하되, 1 : 1.5~3 : 1.5~3의 중량비로 혼합, 사용하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
제2항 또는 제5항에 있어서,

상기 분리, 회수된 응집된 고분자 또는 용액을 재생연료로 재활용하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.
제4항에 있어서,

상기 회수된 저비점 유기용제(초류) 또는 고비점 유기용제를 재생연료로 재활용하는 것을 특징으로 하는 폐용액의 재활용 방법.