A Basic Study for Manufacturing High Refractive Beads from the Waste Fluorescent Glass

Abstract

This study was carried out to get the optimum conditions for manufacturing high refractive glass beads from waste fluorescent lamp glass. Chemical composition, X-ray diffraction pattern, particle size distribution, refractive index of glass beads, and the effect of air mixing ratio and ejection rate were investigated. The obtained results are as follows. The X-ray diffraction pattern and chemical composition of glass beads made of waste fluorescent glass are similar to common glass except ReO2 0.0108 wt%, BaO 0.071 wt%, NiO 0.0039 wt% and CaO 7.8 wt% but 11.7 wt% of common glass. The glass beads made 52 이기헌 · 이동훈 · 송영준 · 김창권 J. of Korean Inst. Resources Recycling Vol. 29, No. 3, 2020 1. 서 론 폐형광등은 자원순환정책에 따른 자원회수 품목임에도 국내에서 적정처리 되는 양은 35.7백만개 정도에 불과하며 연간 1억 개 이상의 폐형광등이 무단으로 폐기되고 있다. 서울시의 경우 주거지역 증가로 Fig. 1에서 보듯 폐형 광등의 폐기량은 매년 지속해서 증가되고 있다. 그러나 2012년도 이후 부터는 정부와 조명업계·협회·재활용 업 체간에 처리비에 따른 갈등이 발생하면서 전국적인 발생 량은 2013년 60.4톤/일, 2014년 148톤/일, 2015년 48톤/ 일, 2016년 177.5톤/일, 2017년 147.2톤/일, 2018년 89.9 톤/일 인데 비하여 폐형광등 재활용 업체의 처리실적은 2013년~2017년까지는 정확한 수량이나 물량이 확인되지 않으며 2018년 처리실적으로 148톤/년 정도만 확인되고 있다. 서울시를 대상으로 면적별·건물수 고려하여 국가 건물관리 규정에 정해진 건물면적별 조명설치 기준에 따 라 조명설치 물량을 산출할 경우 Fig. 2에서와 같이 약 8,178만개로 산출된다. 폐형광등은 유리, 알루미늄, 구리, 세라믹, 주석, 플라 스틱과 납, 수은 및 희토류로 구성된 형광체 파우더로 구 성되어 있고 처리 및 재활용을 위해서는 유해물질을 제거 하지 않으면 환경오염원이 된다. 폐형광등은 전체 조성 물의 85% 이상이 유리 성분으로 구성되어 있다. 국내에 서 사용하고 있는 폐형광등유리의 화학적 조성은 SiO2 70.2%, NaO 15.9%, CaO 5.68%, MgO 3.12%, K2O 1.12%로 나타났으며, Al2O3 2.21% 및 기타 성분들로 구 성되어 있다. 높은 에너지비용을 들여서 재활용공정으 로 정제된 유리는 현재 일반적 추세로 일반포장용, 콘크 리트용, 아스팔트용, 보도블럭용등 대부분 저가의 골재 대용으로 사용되고 있다. 폐형광등은 독일의 Herborn GmbH 기술도입을 통해 구축된 수도권, 영남권, 호남권 의 폐형광등 재활용처리 시설에서 유리와 알루미늄을 회 수하고 있다. 특히 유리는 Fig. 3과 같이 재활용공정을 거 of waste fluorescent lamp glass have the narrower particle size distribution of and the higher refractive index than the glass beads made of common glass. The optimal conditions of kiln operation for manufacturing glass beads from waste fluorescent lamp glass are 20 m/sec of ejection rate, 1.7 of air mixing ratio, and 940°C of temperature.