鋁分析

鋁土礦 是世界上主要的鋁來源，在露天礦坑中挖採出的鋁土礦石會再依等級進行分類。接著會使礦石進行化學性消化，以將有價值鋁氧化物 (稱為氧化鋁) 與廢料 (也就是紅泥) 分開。在經過純化後，便能在電解浴中從氧化鋁萃取出鋁金屬。這項製程在世界各地看來都相當類似，許多國家都有大規模的鋁土礦生產。最大的一些生產地包括巴西、澳洲、幾內亞、牙買加、中國和俄羅斯。

不是所有的礦石都一樣，在三水鋁石、軟水鋁石和一水硬鋁石這三大相中都可以發現鋁土礦。在 Bayer 消化製程中，有些鋁石需要比其他鋁石更高的溫度，而大多數製造商則將三水鋁石作為首選，因為它需要的溫度最低，因此消耗的能源也最少。若要分類這些不同的礦石並判定其等級，準確的分析便是關鍵所在。

任何複雜且步驟繁多的製程都需要謹慎地控管，而鋁土礦加工也是一樣。在礦場中，CNA 交叉皮帶分析儀可讓礦石分級更有效率，不僅讓貯礦堆更井井有條，也能減少下游浪費的資源。 

結晶相在礦石加工方面扮演關鍵角色，通常會在 Aeris 等儀器上透過 X 光繞射來測量。X 光螢光可用來分析元素成分特性，我們廣受歡迎的 Zetium 系列則提供專屬的 Zetium 金屬專用機型，適用於工業用途。最後，瞭解粒徑在氧化鋁階段是非常重要的，而 Mastersizer 正是雷射繞射的標準解決方案。

氧化鋁 (Al₂O₃) 是在從鋁土礦石生產鋁時產生的中間原料。粒徑、Al2O3 同素異形體或雜質等處理參數，會直接影響在精煉與冶煉期間使用能源與化學物質的方式，進而影響製程的效率與獲利能力。 

粒徑會直接影響冶煉廠電解浴中的氧化鋁溶解速率。此外，細屑也對健康、安全以及產品運輸造成問題。在氧化鋁的生產過程中，如果不需要重新加工「偏離規格」的材料，就能使線上粒徑分析的處理量增加 50%，而且在 12 個月內獲得投資收益。

在冶煉過程中，有關不同 Al₂O₃ 改質的資訊，對於預測及最佳化其行為至關重要。由於在冶煉過程中，γ-Al₂O₃ 比 α-Al₂O₃ 更容易溶解，因此對於電解而言其為所要的同素異形體。有鑑於此，不同的氧化鋁同素異形體比例必須以 X 光繞射 (XRD) 來監測。 

受到永續金屬製造與更高的 ESG 要求所驅策，快速準確的雜質監測在液料和紅泥中更是不可或缺。我們的 X 光螢光解決方案可在製程進行期間和實驗室中即時進行元素分析。XRD 儀器可監測紅泥的相組成，確保符合安全與環境標準。

以電解作用 (郝賀氏煉鋁法) 從經過純化的氧化鋁生產鋁需要非常大量的電能。在判斷、調整和維持最佳狀態方面，持續監測電解液成分是極為重要的一件事，如能成功執行便能節省大量成本與能源。

X 光繞射 (XRD) 讓您可以監測電解浴成分，並快速準確地預測不同類型電解浴 (添加了鈣、鎂、鋰和鉀) 的相關製程參數。此方法會一併計算電解浴比例、過量的 AlF ₃ 和 CaF ₂ ，以及游離氧化鋁含量和液相溫度。

在鋁冶煉過程中所需和消耗的碳陽極個別使用壽命，主要是由石墨板片的平均晶粒大小 (Lc)，以及粒徑和污染所控制。XRD 是測定晶粒大小的標準方法 (ASTM D5178)，並已應用於 Malvern Panalytical 的電解浴分析解決方案中。

為確保分析頻繁且安全，Malvern Panalytical 提供完全自動化的實驗室解決方案，其中包括針對各大鋁冶煉廠特定需求所量身打造的樣本準備功能。

鋁金屬及其合金在我們的日常生活中隨處可見，在汽車、罐頭、智慧型手機和飛機中都能看到。為確保合金或塗料鋁的高品質標準，無論鋁材是由主要原料還是回收材料製成，製造商都必須一直控管成分和雜質。 

我們以 XRF 技術為基礎的高通量分析解決方案可監測鋁金屬與合金，並可針對每一種製程加以自動化並進行調整。XRD 也可檢查金屬特性，例如應力與質地，以避免產出偏離規格的金屬。

隨著金屬產業邁向更永續性的製程，回收材料已逐漸成為降低環境衝擊的重要策略。除了避免浪費，回收材料通常僅需要較少的處理，因此所需的能源也較少。 

回收鋁料愈來愈普及，已成為一種較低碳足跡的商品。然而，使用回收材料的話，品質控管和準確分析就變得非常重要。製造商在生產製程無法控制的情況下，需要深入瞭解材料的特性，以確保安全性與可靠的效能。 

當準確度至關重要時，就需要專門的解決方案。Malvern Panalytical Zetium 系列的 X 光螢光分析儀提供金屬專用機型，設計上非常符合金屬產業的特定需求。Zetium 非常適合要求嚴格品管的應用，並能讓製造商充分利用回收材料，進而降低環境衝擊並大幅提升獲利能力。