[스크랩] 알루미늄 개발및용도

알루미늄 개발및용도

 

개발및처리

 

ｏ 채광되는 보크사이트 가운데 약 85%가 알루미늄 금속으로 제련되고 10% 정도는 비야금용 시장에서 여러 가지 형태의 알루미나로 사용되며 나머지 5% 정도가 비야금용 보크사이트로 사용된다.

 

가. 채광

 

ｏ 보크사이트 채광의 90% 이상은 불도저와 스크레이퍼를 이용하여 표토를 제거한 후 하부의 보크사이트를 채굴하는, 노천채광법을 이용해 이루어진다. 보크사이트 채광 시 때로 폭약을 사용하기도 하며 파쇄 후 프론트로더, 파워쇼벨, 하이드로릭굴삭기 등을 이용해 적재? 운반한다.

 

나. 생산 공정

 

ｏ 알루미나 생산

- 보크사이트 처리 (파쇄, 세척, 건조 등에 의해 점토광물 처리)

- 베이어법(Bayer process)을 이용하여 보크사이트에서 알루미나 생산

* 고온, 가압 하에서 소다를 용융제로 하여 알루미늄 수산화물(Al2O3-3H2O)을 용액으로 만듦

* 침전, 여과, 세척, 소결 과정을 거쳐 알루미나(Al2O3) 제조

 

<베이어법에 의한 알루미나 생산>

ｏ 알루미늄 생산

빙정석과 알루미나 혼합 용융 → 전기분해로 알루미늄 제조

 

<알루미늄 생산 공정>

 

다. 국별 알루미늄 생산용량

(단위: 천톤)

국 가 명	2009	2010e
중국	19,000	18,400
러시아	4,280	4,280
미국	3,500	3,190
캐나다	3,090	3,020
호주	2,050	2,050
브라질	1,700	1,700
인도	1,700	2,300
노르웨이	1,230	1,230
아랍에미레이트 연합,두바이	1,120	1,650
남아공	900	900
바레인	880	880
아이슬란드	790	790
베네수엘라	625	590
독일	620	620
모잠비크	570	570
기타	6,745	6,830
총계	48,800	49,000

※ 자료원 : USGS, Mineral Commodity Summaries, 2011.

 

라. 리사이클링

 

ｏ 현황

- 알루미늄의 리사이클링은 근본적으로 유한한 광물자원의 사용기간 연장과 에너지 절약, 환경오염의 감소, 매립지의 수요 감소, 폐기물 처리 비용의 절감, 알루미늄 수입 감소로 인한 무역수지 개선, 고용창출 효과 등 기여하는 바가 크다.

 

- 따라서, 재생이용 가능성이 높은 자동차와 음료 용기의 소비 비중이 지속적으로 증가하면서 정책적인 지원이 이뤄지고 환경의식이 성숙해지면서 알루미늄 리사이클링 기술도 발전하고 있다. 알루미늄은 재생이 용이하여 자동차 부문에서 많이 사용되고 있으며 유럽에서는 거의 전 차량을 재생하도록 하는 법령이 마련되어 있다. 서유럽의 경우 차량 1대 당 알루미늄 사용량은 1990년에는 50㎏에서 2002년 100㎏으로 증가했으며 2010년에는 200㎏으로 증가할 전망이다.

 

- 알루미늄 1차 제련소를 건설하는 데는 장기적이고도 막대한 설비투자비가 소요되는 반면 리사이클링 공장의 경우에는 비교적 소규모의 건설투자로 건설이 가능하며 조업의 탄력성이 우수할 뿐 아니라 생산 공정도 단순하다.

 

- 우리나라의 알루미늄 재생지금 업체는 재생합금업체 약 20개사, 제강용 탈산제 전문 업체 3개사, 비금속업체 200-300개사 정도다. 알루미늄 재생지금 업체들의 용해설비 1기당 평균용량은 8톤, 도가니 0.5톤으로 규모가 작을 뿐 아니라 대부분 반자동과 수동 설비를 보유하고 있다.

 

- 알루미늄 재생합금지금은 70% 이상이 주물 및 다이캐스팅용이며, 약 25%가 제강용 탈산제로 압연 및 압출을 포함하여 기타 용도로 5% 미만이 소비되고 있다.

 

- 알루미늄 재생지금 업체의 경우 규모의 영세성, 업체 난립에 따른 가동 불안정과 국제가격 하락, 경기부진에 따른 채산성의 악화와 가격경쟁력 저하로, 우리나라의 알루미늄 수입이 큰 폭으로 증가하고 있다.

 

- 국내 스크랩 회수량은 연간 약 7만 톤 수준으로 추정되며 대부분의 스크랩을 해외에 의존하고 있다. 스크랩의 해외의존도가 높은 것은 국내발생 스크랩 물량이 한정되어 있고 유통체계의 전근대성과 수집체계의 영세성에 주로 기인한다.

 

ｏ 리사이클 기술

- 알루미늄의 리사이클링 개발기술은 품질 면에서는 용해원료의 예비처리, 선택적 용해기술, 용탕의 정제기술 등에 의해 불순물의 용입을 최소한으로 하고, 경제적 측면에서는 용해수율을 극대화시키고 비용을 최소로 하는데 목적이 있다. 특히 알루미늄 폐캔의 재활용 시 광석제련보다 95%의 에너지 절감 효과가 발생하는 것으로 나타나고 있다.

 

- 폐캔 리사이클

폐 알루미늄 캔은 미국에서 폐스크랩 소비량의 반 이상을 차지하는 재활용의 중요한 원료공급원이다. 따라서 폐캔 리사이클링 기술은 보다 고도화된 처리 기술들이 개발, 실용화되고 있다. 1970년대 미국에서 최초로 도입된 폐캔의 인쇄도막(印刷塗膜) 제거 시스템은 최근 들어 더욱 다양하고 고도화된 형태로 발전하고 있으며 이 기술의 도입이 확대되는 추세에 있다. 최근에는 용해 전에 바디와 엔드를 분리하여 별도로 용해하는 기술 개발이 추진되고 있다.

 

- 폐차 리사이클링

자동차 소재가 복잡해지고 다양해지면서 중액선별, 과전류선별, 자동유체선별 등 보다 고도화된 처리기술들이 개발, 실용화되고 있다. 자동차의 경량화에 의한 알루미늄의 압연품 사용 증대 전망에 따라 장기적인 측면에서는 압연품 스크랩과 주물 다이스캐팅 스크랩을 분리하여 재활용할 수 있는 기술 개발의 필요성이 증대되고 있다.

 

  용도

 

가. 용도

  ｏ 보크사이트의 용도

    - 제련용(85%)

      베이어(Bayer) 공정과 홀 헤로울트(Hall-Heroult) 공정을 거쳐 알루미늄 금속 생산

    - 내화재용(5%)

      유리제조 및 제강용로 제작

    - 연마재용(4%)

      접착 및 코팅된 연마재, 광학용 파우더, 미끄럼 방지용 바닥재, 내화물

    - 시멘트 생산용(3%)

      내식성이 강한 알루미나 고함유 시멘트나 칼슘 알루미네이트 시멘트 생산

    - 화학용(4%) 및 제강용(2%)

      접착제, 화장품, 종이, 고무 및 방수제용 충전재/안료, 촉매제, 세라믹 제품, 치약, 유리, 합성 제올라이트 생산

    - 방수용

      수분에 의한 암석의 균열 방지

  ｏ 알루미늄의 용도

    - 알루미늄의 용도는 호일, 시트와 코일, 서클과 슬러그, 와이어, 바, 로드 등 다양하다. 이러한 제품들의 최종 수요처를 살펴보면 다음과 같다.

    - 호일의 경우 가정용 호일(부엌용), 담배, 버터/마가린 식품 포장, 제약용 포장, 라미네이션 및 프린팅(알루미늄호일) 절연체, 케이블랩 등이 있으며, 일반적인 크기는 두께 6.35?400 마이크론, 폭 80?1,700㎜이다.

    - 알루미늄 시트와 코일의 경우 건축재, 자동차, 트럭/트레일러, 건설, 냉각, 간판, 보트, 조선 등이며, 일반적인 크기는 두께 0.4?3.175㎜, 폭 100?1,500㎜, 길이 5,000㎜이다. 기타 에어컨, 냉장고, 창틀, 문, 온실 등에 최종적으로 사용된다.

    - 압축성형한 제품의 경우 건축, 건설, 조선, 유전, 적재램프(loading ramps), 트럭, 트레일러, 버스와 밴 등에 사용된다.

    - 알루미늄 서클 및 슬러그의 경우는 식기, 냄비, 팬, 연료탱크 및 가스탱크, 실린더, 에어로솔 용기에 사용된다. 알루미늄 와이어, 바, 로드의 경우 기계가공바(machining bars), 나사, 군수품 및 항공기에 사용된다.

									항공기제작		기체 및 경량부품 제작
보크사이트			산화알루미늄			금속알루미늄			건축자재		경량골조 및 창틀
									전기통신기기		전선 및 부품재료
									가정용기제조		냉장고, 세탁기, 에어콘, 캔
									내화재료		고로, 제강로, 시멘트 재료
									기타		연마재

 나. 보크사이트의 품질요건

(단위 : %)

용도	Al2O3	SiO2	Fe2O3	TiO2	Alkalis	LOI*	기타
제련용	50～55	0-15	5-30	0-6
내화재용(Calcined)	최소 84.5	최대 7.5	최대 2.5	최대 4.0	0.02-0.6		최소비중 3.1
연마재용(Calcined)	80-88	최대 5	2-5	2-4	미량	<1
화학용	55-60	최대 5-18	최대 2	0-6
방수용	>80	≫5	가변적				구형(sphericity)
시멘트용	45-55	최대 6	20-30	3
Slag adjuster	>55	<7				낮음

출처 : 자원개발자원정보원자재

글쓴이 : 자원개발 원글보기

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