쓰레기 분리수거와 재활용은 엄청난 활용 가치를 창출할 수 있습니다! 지능형 다중 헤드 계량기는 어떻게 폐기물 활용을 보장할까요?

저자: 스마트웨이그 멀티헤드 웨이터

칭화대 동문 도시 지능형 제조 기술 전문 연합회 협력 행사: 지능형 선별 – 더 질서 있는 세상을 만들기. 선별이란 무엇일까요? 사실 선별은 매일 무의식적으로 목적을 가지고 이루어집니다. 간단한 예를 들어 보겠습니다. 딸기 모종 한 상자를 샀을 때, 상자 안에 딸기 모종이 있는지 살펴보는 방법을 사용합니다. 불량 모종이 있을 것입니다. 어떤 모종이 불량인지 알면, 그 모종을 골라낼 가능성이 높습니다. 불량 모종이 확인되면, 다음 단계는 그 모종을 골라내어 버리는 것입니다. 상자에 남은 딸기 모종이 모두 온전하다면, 다음 단계인 정리 작업으로 넘어갑니다. 이 모든 과정이 바로 전형적인 선별 과정, 즉 질서 있는 분류 과정입니다. 분류는 불량품을 버리고 양호한 것을 먹는 것과 같이 더 나은 결과를 위한 것입니다. 따라서 선별이 우리에게 주는 추가적인 가치는 더 나은 맛을 제공한다는 것입니다.

지능형 멀티헤드 계량기의 세 가지 주요 용도 다양한 분야에서 선별에 대한 요구가 점점 커짐에 따라 이에 대응하는 기계와 장비가 탄생했습니다. 현재 전 세계 선별의 주요 목적은 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 방금 언급하신 것은 농산물 및 부산물 식품입니다. 농산물 및 부산물 식품에서 선별은 상품을 분류하는 데 사용됩니다. 우리의 삶의 질이 향상되고, 단순히 더 나은 음식을 먹는 것 이상으로 더 많은 사람들이 고품질 제품에 기꺼이 비용을 지불하려는 시대에, 선별을 통해 등급별로 분류된 식품은 점점 더 높은 활용 가치를 창출할 수 있습니다.

두 번째 범주는 환경 보호 폐기물 재활용 산업입니다. 선별된 재료는 우리가 흔히 말하는 것처럼 '폐기물 활용'이라는 말이 있습니다. 폐기물을 분류하고 선별한 후에는 재활용 가능한 가치를 확인할 수 있습니다. 사실, 환경 보호 폐기물 재활용을 위한 선별 요건은 세계에서 가장 엄격하며 관련 기계 및 장비의 총 판매량 또한 가장 많습니다. 하지만 중국에서는 다중 헤드 계량기의 활용이 가장 뒤처져 있습니다. 왜 그럴까요? 우리나라에는 쓰레기 분류 및 재활용에 대한 요구 사항이 없는 걸까요? 사실 그렇지 않습니다. '쓰레기 수거인'이라는 직업에 대해 들어보셨습니까?

우리나라에는 약 6백만 명의 폐지 수집가가 있으며, 베이징에만 15만 명이 넘습니다. 실제로 환경 보호 폐기물 재활용 산업이 얼마나 큰 부가가치를 창출하는지 알 수 있습니다. 많은 사람들이 이 분야를 생계 수단으로 삼고 있으며, 가족을 부양할 수 있는 직업으로 여기고 있습니다. 물론 이러한 직업에는 일정 기간의 한계가 있습니다. 기술 발전 추세와 시대의 흐름에 따라 고용 규제가 점점 더 엄격해짐에 따라 이 분야는 결국 사라질 것입니다. 이때 기계 및 장비에 대한 요구 조건이 더욱 높아질 것이므로, 이 분야에 종사하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 저는 이 분야의 기계 및 장비 수요가 현재 고려 단계에 있으며, 앞으로 폭발적인 성장을 보일 것으로 예상합니다. 세 번째 범주는 대량의 멀티헤드 계량기가 필요한 산업 생산 분야입니다. 산업 생산에서 선별기를 적용하는 데에는 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 첫 번째는 완제품 검사입니다. 아무리 생산 라인을 완벽하게 설계하더라도 최종적으로는 일정량의 잔여물이 발생할 가능성이 있습니다. 따라서, 정품 장비 또는 제품을 생산하기 전에 자동화 기술을 통해 잔류물을 걸러내야 하며, 고품질 제품만 정품으로 인정됩니다.

또 다른 단계는 산업 생산의 최전선에서 이루어지는 발전입니다. 가공 공장은 매일 산업 생산을 위해 막대한 양의 원자재를 필요로 합니다. 선별 과정을 통해 품질이 우수하고, 합리적이며, 생산성을 향상시키는 원자재만 생산 공정에 투입될 수 있습니다. 본 논의에서 다룰 석탄 산업에서의 선별 적용 사례는 산업 생산 원자재 선별의 한 예입니다. 본격적인 논의에 앞서, 시장 데이터를 살펴보겠습니다. 판매 시장은 수요나 장비의 실제 필요성을 가늠하는 좋은 지표로 여겨집니다. 지난 10년간 전 세계 다중 헤드 계량기의 총 판매량은 연평균 약 10%의 꾸준한 성장률을 기록해 왔습니다. 이는 궁극적인 연간 성장률이라고 할 수 있습니다.

우리나라에서는 멀티헤드 계량기의 총 판매량이 매년 전 세계 총 생산량의 8%를 차지합니다. 멀티헤드 계량기는 농업, 축산업, 산업 생산, 환경 보호 및 폐기물 재활용 등 3대 산업에서 널리 사용되고 있다는 것은 이미 잘 알려진 사실입니다. 하지만 8%라는 수치는 실제 사용량과 일치하지 않습니다. 이러한 불일치는 두 가지 측면에서 발생합니다. 첫째는 기계 및 장비의 활용도이고, 둘째는 기계 및 장비의 혁신성입니다. 일반적으로 기계 장비의 지능화 수준과 정밀도는 기계 장비 혁신성을 평가하는 척도입니다. 비지능형 고정밀 멀티헤드 계량기를 간략히 살펴보겠습니다. 이러한 유형의 주요 장비에는 풍분리기, 수분 분리기, 자력 분리기 등이 포함됩니다. 이 장비들은 대상물의 가장 기본적인 특성을 이용하여 선별 작업을 수행합니다.

모두가 명심해야 할 한 가지는 '좋지 않다'는 것이 '사용하기 어렵다'는 것을 의미하지는 않는다는 것입니다. 비누를 제조하는 한 공장의 사례를 하나 들어보겠습니다. 이 공장의 생산 라인에는 종종 문제가 발생했습니다. 원래 비누 상자에 비누가 채워지지 않아 빈 상자가 생기는 것이었습니다. 공장은 고급 설계 부서에 10명의 기술 엔지니어를 고용하여 일련의 조사와 설계 계획을 수립하고, 로봇 팔이 장착된 완벽한 검사 장비를 제작했습니다. 이 장비는 빈 상자가 확인되면 자동으로 수거하여 버리는 시스템을 갖추었습니다. 그러나 여러 가지 이유로 실제 운영 과정에서는 효과가 만족스럽지 못했습니다. 결국 생산 라인 작업자들은 더 이상 참을 수 없어 고출력 선풍기를 구입하여 생산 라인에 바람을 불어넣었습니다. 비누가 없는 작은 상자는 바람에 쉽게 제거되므로 간단하고 합리적이며 비용도 매우 저렴합니다. 이것이 바로 바람 분리기의 합리적인 사용을 보여주는 대표적인 사례입니다.

하지만 요구 조건을 더욱 강화한다고 상상해 보세요. 단순히 빈 비누 상자를 걸러내는 것뿐만 아니라, 비누 상자에 담긴 비누의 크기가 균일해야 하고, 보이지 않는 비누 상자 안에는 비누만 들어 있어야 한다는 규정까지 붙는다면 어떨까요? 만약 못이 실수로라도 들어간다면, 일반적인 선별기로는 이 요구 조건을 충족할 수 없고, 더욱 지능적이고 정밀한 멀티헤드 계량기를 사용해야만 이 모든 요구 사항을 충족할 수 있을 것입니다. 그렇다면 지능형 선별이란 무엇일까요? 딸기 세척의 첫 번째 사례를 떠올려 보세요. 그 과정에는 매우 중요한 단계가 있습니다. 바로 인간의 두뇌가 분별력을 발휘하는 것입니다. 모든 사람의 두뇌는 눈으로 보고 딴 딸기 모종이 썩었는지 아닌지를 종합적으로 판단하고, 그에 따라 손의 다음 행동을 구체적으로 지시합니다.

마찬가지로 스마트 제품의 가장 중요한 단계는 기기가 스스로 생각할 수 있도록 학습시키는 것입니다. 그래야만 선별 대상이 규정을 준수하는지 여부를 종합적으로 판단할 수 있습니다. 철광석 분야를 예로 들어 지능형 철광석 다중 헤드 계량기가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 우리나라의 광업은 희귀 금속 광산, 광업 기업 및 그 중간 광산 등으로 나뉩니다. 희귀 금속 광산 채굴을 예로 들면, 광업 기업은 어떻게 경제적 이익을 얻을까요? 먼저 탄광에서 원광석을 채굴하고, 이를 분쇄 및 볼밀링을 여러 번 거쳐 밀가루와 비슷한 입자 크기의 분말 화학 물질로 만듭니다. 철광석 분말에서 유가 금속을 추출하는데, 이 전체 과정을 해당 분야에서는 일반적으로 중질 매체라고 부릅니다. 이 모든 과정에는 물, 전기, 기계 및 장비의 마모, 화학 물질, 인력 등 많은 비용이 소모됩니다.

모두가 중국에 있는 200~300개의 광산을 방문하여 채굴 과정을 조사하고, 중금속 광석 1톤 채굴 비용이 약 150달러 정도라는 자료를 얻었습니다. 그렇다면 철광석 1톤을 채굴하여 최종적으로 얼마나 많은 경제적 이익을 얻을 수 있을까요? 즉, 얼마나 많은 귀금속을 얻을 수 있을까요? 몇 가지 자료와 정보를 살펴보겠습니다. 우리나라는 세계 최대의 텅스텐 매장국입니다. 전 세계 텅스텐 광산의 90% 이상이 우리나라에 있습니다. 한 광산에서 확인된 텅스텐 함량은 약 0.4%입니다. 이것이 무엇을 의미할까요? 제가 100톤의 철광석을 채굴하고, 분쇄하고, 선별하는 데 온갖 노력을 기울인다고 가정해 보겠습니다. 한 단계에서 발생하는 모든 손실을 감안하더라도 최대 400kg의 텅스텐을 얻을 수 있는데, 텅스텐 산업에서 0.4%의 구성 성분이 은광석에 해당합니다. 또한, 텅스텐 생산량이 400kg에도 미치지 못하는 광산도 많으며, 텅스텐 400kg을 얻으려면 폐광석 99.6톤을 처리해야 합니다. 따라서 석탄 산업 종사자들은 항상 어려운 문제, 즉 어떻게 하면 더 효율적으로 활용 가치를 높일 수 있을지 고민해 왔습니다. 아주 간단한 방법은 방금 언급한 텅스텐 광석 100톤을 예로 드는 것입니다. 채굴된 철광석 하나하나의 성분은 실제로 제각기 다릅니다. 어떤 철광석은 유용한 금속 성분의 함량이 극히 낮거나 아예 없는 경우도 있습니다. 철광석 50톤에서 고함량 철광석을 선별해내면 380kg의 텅스텐이 함유된 철광석을 얻을 수 있습니다. 따라서 나머지 50톤을 포기하면 20kg의 텅스텐이 소모되지만, 철광석 50톤에 해당하는 비용을 절감할 수 있으며, 경제적으로 최적의 가치 관리를 달성할 수 있습니다. 즉, 최소 비용으로 최대의 활용 가치를 얻는 것입니다.

가장 시급한 계획은 물론 인력 확보입니다. 철광석은 길가의 조약돌처럼 눈으로 내부 구조를 파악하기 어렵지만, 일부 광산에서는 표면적인 특징도 보이기 때문에 수작업 선별 기술 또한 중요한 역할을 합니다. 21세기 이전 유럽 여러 나라에서부터 오늘날 우리나라의 광산에 이르기까지, 여전히 많은 광산 회사에서 선별 작업을 진행하고 있으며, 여성 노동자들이 수작업으로 광석을 선별하는 데 익숙해져 있습니다. 일부 광산에서는 완벽함과 높은 효율성, 정밀도를 추구하면서 수돗물과 같은 간단한 비지능형 시스템 선별 방식을 도입하기 시작했습니다. 물을 이용한 선별 기술의 가장 대표적인 적용 분야는 미디어 광업입니다. 탄광에서 나오는 정제탄은 고품질과 저품질로 나뉘는데, 이를 석탄과 폐석이라고 부릅니다. 이들은 부력이 다릅니다. 간단한 해결책은 모든 석탄을 특정 화학 물질이 담긴 석탄층에 붓는 것입니다. 기계 장비를 사용하여 채굴 후 석탄을 건조시키면 일반적으로 시장에서 판매되는 고품질 석탄이 됩니다. 이 전체 과정을 석탄 준비라고 합니다.

하지만 이 모든 과정은 막대한 양의 물을 소비하고 자연환경에 심각한 오염을 유발합니다. 게다가 우리나라의 석탄 자원 대부분이 산시성에 집중되어 있는데, 산시성 자체도 물 부족 지역입니다. 따라서 이는 물고기를 잡고 나서 물고기를 방치하는 어리석은 계획임이 분명합니다. 더 나아가, 여러분은 지능형 센서 기반 광학 체질 시스템용 소프트웨어 개발을 이제 막 시작했을 뿐입니다.

고정밀 철광석 선별을 완료할 수 있는 지능형 선별 시스템 소프트웨어가 있다고 가정해 보겠습니다. 이 시스템을 통해 채굴에 필요한 제품을 생산할 수 있습니다. 사실, 선별의 초기 요구 사항은 이미 모두가 언급했듯이 단순 반복 작업을 줄이고 비용을 절감하는 것입니다. 한편, 비철금속 광석의 경우, 선광 공정 전체에서 필수적인 단계는 중액 처리입니다. 중액 처리 후 생성되는 화학 물질은 폐기물 잔류물이라고 하는데, 이는 시멘트 모르타르와 매우 유사한 형태의 다양한 화합물이 혼합된 슬러리 물질입니다. 이러한 화합물은 자연 환경을 심각하게 파괴하는 주범이기도 합니다. 우리나라의 엄격한 규제 하에, 지능형 다중 헤드 계량기를 적용하면 원광석의 극히 일부만 중액 처리조에 투입되어 폐기물 잔류물을 생성하게 되므로, 이 부분의 환경 오염을 근본적으로 줄일 수 있습니다. 따라서 두 번째 이점은 오염을 줄이고 생태 환경을 보호하는 것입니다. 지능형 다중 헤드 계량기는 산업 사슬의 요구 사항을 어떻게 고려할까요? 지능형 다중 헤드 계량기의 해결책은 전단에 개발된 자기 유도 장비와 중간단에 지능형 판단 장비, 그리고 후단에 실행 장비를 결합하여 지능형 선별 시스템을 구축하는 것입니다.

방금 예로 든 100톤의 텅스텐 광석(그중 400kg 함유)을 생각해 보겠습니다. 선별 과정에서 광석 함량이 매우 낮은 폐석을 최대한 많이 걸러내는 것이 바람직하지만, 전체 공정은 정확하고 효율적이어야 합니다. 철광석의 광석 함량은 필수적인 요소입니다. 예를 들어, 어떤 기계는 50톤의 폐석을 걸러내지만, 전체 공정에서 300kg의 텅스텐이 소모되므로 수익성이 매우 떨어집니다. 경제적 가치를 극대화하려면 판매를 위해 귀중한 금속 재료를 추출해야 합니다. 지능형 다중 헤드 계량기는 어떻게 고정밀 규정을 고려할까요? 첫째, 프런트 엔드에서 개발된 통신 시스템은 고정밀이어야 하며, 철광석 전체의 내부 구조에서 발생하는 미세한 변화까지 모두 수집해야 합니다. 둘째, 식별 기술 또한 고정밀이어야 하며, 지능형 식별 시스템 소프트웨어는 미세한 데이터 신호를 추출하여 실시간으로 포착해야 합니다. 셋째, 액추에이터는 특수 철광석에 대한 특별 주문을 고속으로 처리할 수 있도록 적절하고 여유로운 성능을 갖춰야 합니다.

이 세 가지 요소의 유기화학적 융합만이 멀티헤드 계량기의 고정밀도를 진정으로 완성할 수 있습니다. 고정밀도 외에도 고객 생산을 더욱 효과적으로 지원하기 위한 기계 및 장비의 또 다른 중요한 지표는 높은 생산량입니다. 높은 생산량을 효과적으로 달성하기 위해 당사의 액추에이터는 에어젯 방식을 채택했습니다. 개별 에어젯 구조의 작동 및 실행 시간은 밀리초 미만 수준입니다. 이러한 반응 속도는 철광석 원료를 이송하는 포인트 이송 벨트가 4m/s의 속도로 전진하는 것을 매우 효과적으로 지원할 수 있습니다.

고정밀 및 대량 생산 요구 사항을 충족하는 기계 및 장비가 광산 산업에 얼마나 큰 경제적 가치를 창출할 수 있는지 구체적인 사례를 통해 살펴보겠습니다. 중국 민메탈 그룹 산하의 한 안티몬 광석 공장은 기계 및 장비 도입 전에는 전형적인 수작업 선별 공장이었습니다. 108명의 여성 노동자들이 전체 광석량의 70%를 폐석으로 분류하여 즉시 작업을 중단하고 이후의 분쇄 및 선별 공정에 들어가지 않았습니다. 그들이 매일 선별하는 폐석의 광물 함량은 검사 및 관리되었으며, 평균 함량은 0.35%에 불과했습니다.

지능형 다중 헤드 계량기를 도입한 후에도 전체 광석량의 70%는 여전히 폐석으로 선별되어 즉시 폐기되지만, 폐석의 ​​광석 함량은 0.1% 미만으로 극도로 제어됩니다. 누구나 0.35%와 0.1%의 차이가 불과 0.25%라는 것을 알 수 있을 것입니다. 이것이 의도적인 제거일까요? 이 채석장의 일일 채굴량이 700톤이고 연간 305일 가동되며 안티몬 1톤의 시장 가격이 45,000위안이라고 가정하면, 이 0.25%의 절감으로 인한 연간 경제적 이익은 1,500만 위안에 달합니다. 지능형 다중 헤드 계량기 도입으로 기존 108명의 여성 직원 중 기계 및 장비 안전 검사 전문 여성 직원 4명만 고용하게 되었으며, 연간 인건비는 약 500만 위안 절감됩니다. 이러한 기계 및 장비 세트는 광산 전체에 큰 영향을 미칩니다. 이 회사가 창출하는 정량적 분석 및 활용 가치는 약 2천만 위안에 달하며, 이는 폐슬래그 배출 감소와 같은 잠재적인 환경 보호 효과를 고려하지 않은 수치입니다. 이러한 지능형 다중 헤드 계량기는 광업과 같이 오랜 역사를 가진 분야에서 이처럼 큰 경제적 가치를 창출합니다. 이 분야의 생산 공정을 일정 수준으로 변화시키면 농업, 축산업, 폐기물 재활용 등 다른 산업 분야에서도 전례 없는 변화를 가져올 수 있습니다.

저희 엘리트 팀의 이상은 장비와 기술을 활용하여 더욱 질서정연한 세상을 만드는 것입니다. 이러한 질서가 많은 실용 가치를 창출하고, 전통적인 산업 생산, 농업, 축산 및 환경 보호 폐기물 재활용 산업의 자동화 기술 공정에 저희 엘리트 팀의 흔적을 남기는 것입니다! 감사합니다. 저는 통샤오레이입니다.

저자: 스마트웨이그 멀티헤드 웨이트러 제조업체

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