알루미늄 분석

보크사이트 는 전 세계에서 알루미늄의 주 원료로 사용되며, 보크사이트 광석은 등급별로 분류되기 전 노천 광산에서 채굴됩니다. 이후 광석을 화학적으로 증해하여, 폐기물 물질인 적토에서 알루미나라고 하는 귀중한 알루미늄 산화물을 분리합니다. 일단 정제되면 알루미늄 금속이 전해조의 알루미나에서 추출됩니다. 이 과정은 전 세계적으로 꽤 유사해 보이며, 많은 국가에서 대규모 보크사이트 생산이 이루어지고 있습니다. 가장 큰 생산지로는 브라질, 호주, 기니, 자메이카, 중국, 러시아가 있습니다.

모든 광석이 동일물을 만들어내는 것은 아닙니다. 보크사이트는 깁사이트, 보헤마이트, 디아스포르 등 3가지 주요 상에서 발견됩니다. 일부는 Bayer 증해 공정보다 더 높은 온도가 필요한 경우가 있습니다. 대부분의 제조업체는 깁사이트를 우선적으로 사용하는데, 깁사이트는 가장 낮은 온도가 필요해 에너지를 가장 적게 소비하기 때문입니다. 다양한 광석들을 분류하고 등급별로 분리하려면 정확한 분석이 중요합니다.

모든 복잡한 다단계 공정은 신중한 제어가 필요하며 보크사이트 공정도 다르지 않습니다. 광산에서 CNA 교차 벨트 분석기는 광석을 등급별로 분리하는 데 효율적이므로, 비축량이 향상되고 자원 낭비를 줄일 수 있습니다. 

결정상은 광석 가공에 중요한 역할을 하며, 보통 X선 회절을 통해 Aeris와 같은 장비에서 측정됩니다. X선 형광은 원소 조성의 특성을 분석하는 데 사용되며, 당사의 인기 있는 Zetium 제품군은 산업용 특수 Zetium Metals 에디션으로 제공됩니다. 마지막으로 Mastersizer은 레이저 회절을 위한 표준 솔루션으로, 알루미나 단계에서 입자 크기를 이해하는 것이 매우 중요합니다.

알루미나(Al₂O₃)는 보크사이트 광석으로부터 알루미늄을 생산하는 과정에서 얻어지는 중간 원료입니다. 입자 크기, Al2O3 동질이상체 또는 불순물과 같은 공정 매개 변수는 정제 및 제련 과정에서 에너지와 화학 물질의 사용에 직접적인 영향을 미치므로 공정의 효율성과 수익성 모두에 영향을 줍니다. 

입자 크기는 제련소의 전해조에서 알루미나 용해 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 또한, 미립자는 건강과 안전 및 제품 운송에 문제가 됩니다. 알루미나 생산 과정에서 작동 중 행해지는 입자 크기 분석으로 처리량이 50% 증가했으며 '기준 일탈' 재료를 재처리할 필요가 없어 12개월 이내에 투자 비용을 회수했습니다.

다양한 Al₂O₃ 수정에 대한 지식은 제련 과정에서 습성을 예측하고 최적화하는 데 매우 중요합니다. γ-Al₂O₃은 α-Al₂O₃보다 제련 과정에서 용해되기 쉽기 때문에 전해에 적합한 다형체입니다. 이러한 이유로 X선 회절(XRD)을 통해 다양한 알루미나 다형체의 비율을 모니터링해야 합니다. 

지속 가능한 금속 제조와 ESG 요구 사항 증가로 인해 추출액과 적토에서 빠르고 정확하게 불순물을 모니터링하는 것이 필수가 되었습니다. 당사의 X선 형광 솔루션으로 공정 도중 및 실험실에서 실시간으로 원소 분석이 가능합니다. XRD 기기는 적토의 상 조성을 모니터링할 수 있어 안전 및 환경 표준을 준수할 수 있습니다.

전해(Hall-Héroult 공정)에 의해 정제된 알루미나에서 알루미늄을 생산하려면 엄청난 양의 전기 에너지가 필요합니다. 수조 조성의 지속적인 모니터링은 최적의 조건을 결정, 조정 및 유지하는 데 가장 중요하며, 성공적으로 수행되면 상당한 비용 및 에너지 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

X선 회절(XRD) 을 사용하면 전해조 조성을 모니터링할 수 있을 뿐 아니라 다양한 유형의 전해조(Ca, Mg, Li, K로) 관련 공정 매개 변수를 빠르고 정확하게 예측할 수 있습니다. 이 방법은 초과 AlF ₃ 및 CaF ₂ 에 따른 수조 비율과 유리 알루미나 함량 및 액상선 온도를 계산합니다.

알루미늄 제련 과정에서 필요하고 소모되는 탄소 양극의 수명은 주로 흑연 입자들의 평균 결정 크기(LC)와 입자 크기 및 오염으로 제어됩니다. XRD는 결정 크기 측정을 위한 표준 방법(ASTM D5178)으로, 전해조 분석을 위한 Malvern Panalytical의 솔루션에서 구현됩니다.

잦은 그리고 안전한 분석을 보장하기 위해 Malvern Panalytical은 각 알루미늄 제련소의 특정 요구 사항에 맞는 샘플 전처리 등 완전 자동화 랩 솔루션을 제공합니다.

알루미늄 금속과 알루미늄 합금은 자동차, 캔, 스마트폰, 비행기 등 일상 생활에서 찾아볼 수 있습니다. 합금이나 코팅된 알루미늄의 고품질 표준을 보장하기 위해 제조사는 알루미늄이 기본 원료에서 생산되든 재활용 재료에서 생산되든 관계없이 조성 및 불순물에 대한 영구 관리를 수행해야 합니다. 

XRF 기술 을 기반으로 한 당사의 고처리량 분석 솔루션은 알루미늄 금속 및 합금을 모니터링할 수 있으며 각 제조 공정에 맞게 자동화 및 조정할 수 있습니다. 또한 XRD는 응력 및 질감과 같은 금속 특성을 검사하여 기준 일탈 금속 생산을 방지할 수 있습니다.

금속 산업이 보다 지속 가능한 공정을 향해 나아감에 따라 재활용 재료는 환경에 미치는 영향을 줄이기 위한 중요한 전략이 되고 있습니다. 폐기물 방지와 별도로 재활용 재료는 일반적으로 처리할 작업이 적기 때문에 에너지 소비가 적습니다. 

재활용 알루미늄은 탄소 발자국을 줄이는 원자재로서 이미 인기를 얻고 있습니다. 그러나 재활용 재료로 작업하게 된다면 품질 관리와 정확한 분석이 매우 중요합니다. 제조 공정을 제어할 필요가 없는 제조업체는 안전성과 안정적인 성능을 보장하기 위해 재료의 특성을 심층적으로 이해해야 합니다. 

정확성이 중요할 때는 특별한 솔루션이 필요합니다. Malvern Panalytical의 Zetium X선 형광 분석기 제품군에는 금속 산업의 특정 요구에 맞게 설계된 Metals 에디션이 포함됩니다. Zetium은 까다로운 품질 관리 응용 분야에 매우 적합하며 제조업체가 재활용 재료를 최대한 활용하여 환경 영향을 줄이고 수익성을 극대화할 수 있도록 지원합니다.