폐 절삭유의 처리 및 재생을 위한 기본물성 조사 2조 주세연,오원기,장성호.

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1 폐 절삭유의 처리 및 재생을 위한 기본물성 조사 2조 주세연,오원기,장성호

2 차 례 절삭유의 정의 및 분류……………………... 폐절삭유의 문제점…………………………. 폐절삭유의 처리방법……………………….
차 례 절삭유의 정의 및 분류……………………... 폐절삭유의 문제점…………………………. 폐절삭유의 처리방법………………………. 오존을 이용한 폐절삭유의 재생실험……... 결 론……………………………………

3 절삭유(한국공업규격KSM2173-1985) :금속의 절삭 및 연삭가공에 사용하는 유제
기능 : 절삭공구와 가공 금속간의 1) 마찰(friction) , 마모 (wear and galling)를 줄임 2) 가공 표면이 유착되거나 녹아 붙는 것을 방 3) 발생된 열로 인한 변형을 방지 4) 절삭된 토막이나 조각, 미세한 가루, 잔여물 등을 씻어냄 5) 가공된 표면의 부식 방지

4 비수용성 절삭유제의 한국 공업규격

5 수용성 절삭유제의 한국 공업 규격

6 비수용성절삭유의 조성물질

7 수용성절삭유의 조성성분

8 1) 극압첨가제(EP=Extreame Pressure Additives) 접촉하는 금속표면에서 화학적으로 반응하여 높은 내압력과 전단강도를 가진 질긴 윤활피막을 형성하게 하는것

9 2) 극성첨가제 금속 표면에서 견고한 금속 비누피막을 형성하게 하는 물질

10 3) 계면활성제 Oil이 물속에서 미세하게 분포되어 섞일 수 있도록 도와주는 물질

11 절삭유재의 사용기간을 연장해 폐유, 폐액량을 감소시켜 폐절삭유에 대한 총비용 감소를 위한 노력
비수용성 절삭유제의 평균 사용기간 :6~12개월 → 2년 이상연장 수용정 절삭유제의 평균 사용기간 :3~6개월 → 1년 이상연장

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13 수용성 폐절삭유의 처리 폐절삭유의 성상이 일정하지 않고 계면활성제를 다량 함유하여 유분 분리가 어렵다.

14 비수용성 폐절삭유의 처리 연소처리: 극압첨가제(황,염소화합물)→황산화물, 염산 ◎절삭유제의 염소분, 전유황분의 규정
(비수용성 절삭유제) (수용성 절삭유제)

15 절삭유 중의 발암물질 (metalworking fluids, MWF)
절삭유 노출은 대부분 절삭유미스트로 부터 발생 건강상의 장애~취장, 피부, 담남, 방광, 소화기계 등 인체여러조직에 암 유발

16 .기유(bace oil) ~다핵방향족탄화수소 ( polynuclear aromatic hydrocarbons, PAHs)
절삭유 중에 포함되어 있는 발암물질 .기유(bace oil) ~다핵방향족탄화수소 ( polynuclear aromatic hydrocarbons, PAHs) 1. 절삭유의 기본으로 5~100%까지 함유 2. 기유에 노출된 근로자 손, 팔, 음남등에 피부암 발생 극압첨가제~염소화파라핀(chlorinated paraffins) 1. 절삭유에 0~40% 포함 2. 발암성을 나타내는 부위: 갑상선 소낭세포,간세포 3. 피부를 통해서 흡수는 안됨

17 나이트로스아민(nitrosamine)
방부제~포름알데히드 1. 대부분의 절삭유에 방부제는 포름알데히드방출제로서 포름알데히드와 암모니아, 아민류와 반응에 의해서 만들어짐(triazine) 2. 포름알데히드 자체는 발암물질이 아니지만 호흡기를 통해 흡수되면 발암물질로 작용 나이트로스아민(nitrosamine) 1. 사용공정중 가장 흔하게 발생 N-nitrosodiethanolamine (이하 NDELA라 함) 2. 나이트로스아민은 아민류가 첨가된 수용성, 합성,준합성절삭유에서만 생성 3. 동물실험에서 암유발 물질로 밝혀짐 4. W3종 (아질산염과 아민류 다량 함유) KS규격에서 제외

18 Material 수용성 절삭유 : S 사의 CNC 선반 가공공정에 사용된 폐 절삭유와 원 절삭유
종류 : W 1종과 W 2종을 분류하여 사용 혼합비율 : 5 : 95 (절삭유 : 물) Type : Emulsion type 폐 수용성 절삭유 : 최초 절삭유 공급 후 가공공정 개시일로부터 1주일단위로 최종 폐기일 까지 채취

19 Methods 1. 수용성 절삭유의 기본 물성 - Sample : W 1종, W 2종 수용성 절삭유 (원 절삭유, 폐절삭유)
- 분석 : 비중(Pyconometer), SS, pH, 점도(RION VT-03E), CODcr, TOC(Phoenix 8000) 2. 사용기간에 따른 수용성 절삭유의 물성 변화 - Sample : W 2종 수용성 절삭유 (가공기간 1주 ∼ 3개월) - 분석 : pH, CODcr, TOC, 점도, 산가(acid value)

20 - Sample : W 1종 수용성 절삭유 3. 수용성 절삭유의 분산 변화 4. 오존 발생기를 이용한 수용성 절삭유의 처리
- 분석 : 광학현미경 ( × 300) 4. 오존 발생기를 이용한 수용성 절삭유의 처리 - Sample : 유화제(계면 활성제), W 1종 수용성 폐 절삭유 - 분석(오존 발생기(1.5 ∼ 3.5g O3/hr)와 접촉 반응 칼럼을 이용) a) 살균 효과 : Colony counter b) 중금속 제거 효과 : Fe, Zn, Cu, Mn, Cr (AA분석)

21 (b) Fig. 3 Photographs of Reactor(a) and Ozone Generator(b) (a)

22 Results 수용성 절삭유의 기본물성 * 25℃ 물의 비중 : 0.997

23 사용기간에 따른 수용성 절삭유의 물성 변화 (W 2종)
∴ 완전폐액: 3개월

24 Fig. 4 Results of CODcr and TOC with time sequence
Fig. 5 Variation of pH, acid value and viscosity with time sequence

25 Fig. 6 Results of microscope for Cutting Oils
수용성 절삭유의 분산 변화 원 절삭유 폐 절삭유 Fig. 6 Results of microscope for Cutting Oils

26 Ozone 처리에 의한 수용성 폐 절삭유의 살균효과
Fig. 8 The number of viable cell as ozone contact times

27 수용성 절삭유에 사용된 유화제의 오존 접촉에 따른 농도변화( 2.5 - 3.5 g O3/hr)
Fig. 7 Variation of surfactant concentrations with regard to ozone contact times

28 Conclusions 수용성 절삭유에 대한 기본 물성 분석 결과 수용성 폐 절삭유는 절삭과정에서 혼입되는 불순물 및 열과 미생물의 원인으로 절삭유 자체의 물성이 상당히 변질되는 것으로 확인하였다. 수용성절삭유는 그 성질을 유지하기 위해 첨가되는 물질로인해 처리시 많은 비용이 들게 된다. 절삭유의 노출로 인한 건강상의 장애를 효과적으로 예방하기 위해서는 제조, 유통, 사용과정에서 유해성과 노출을 줄이는 방안을 마련되어야 한다.

29 오존발생기를 이용한 수용성 절삭유의 처리 결과 접촉시간 5∼10분으로 수용성 폐 절삭유 내의 미생물을 95% 이상이 사멸되는 것을 확인하였고, 중금속의 양도 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 반면 유화제의 농도를 저하시키는 결과를 나타내어 향후 이에 대한 연구가 추가되어져야 할 것으로 판단된다.