[비금속재료] 알루미늄(Al)

목차

◈ 알루미늄의 물리적 성질
◈ 알루미늄 제련방법
◈알루미늄합금의 분류 및 종류
◈미국 ASTM 알루미늄의 합금명
◈ 알루미늄제련 공장
◈알루미늄합금의 특성
◈알미늄 및 그 합금의 열처리 질별기호의 내용
◈참고자료

본문내용

◈ 알루미늄의 물리적 성질

◈ 알루미늄 제련방법

● 알루미늄 자원
◆ 원광석

(1) 보크사이트(bauxite)
보크사이트광은 Al2O3H2O와 Al2O33H2O가 혼합한 Al2O3xH2O를 주구성으로 하는 광석이다. 보크사이트 중에 함유되어 있는 주된 불순물이 Bayer 법 및 전해에 미치는 영향은 다음과 같다.

Si : 석영으로 존재하고 있는 SiO2는 Bayer 법의 축출공정에서 불용해성이지만 규산염으로 존재할 때 일부는 규산 Al소다를 생성하여 침전하고 Fe2O, TiO2 등과 같이 적이 중에 제거되나 Al2O3와 소다의 손실을 초래하게 된다. 반응성 규산량은 광석에 따라 다르며 일반적으로 7%이상의 반응성 규산을 함유하고 있는 보크사이트를 Bayer법으로 처리하는 것은 경제적으로 불리하다.

Fe : 3가의 Fe자체는 유해한 불순물이 아니나 다량 존재하면 소다의 손실이 많아져 불리하다. 2가의 Fe는 탄산염으로 되어있는 경우가 많으며 콜로이드상의 침전물을 생성하여 여과가 곤란하며 Al2O3를 불순하게 만들고 분해공정에서 Al2O3의 석출속도를 감소시킨다.

Ti : TiO2는 보통 알칼리 처리조건에서는 불용성이며 적니 중에서 제거되지만 NaOH의 농도가 지나치게 높을 때는 비교적 많이 용해된다.

Be : 보크사이트 중에 소량 함유되어 있는데 이것은 알칼리추출액 중에 들어가나 바나듐염으로 제거 할 수 있다. 이것이 Al2O3 중에 들어가면 전해로에 경고한 크러스크를 생성하는 원인이 된다.

Ca : 보크사이트 중의 Ca함량은 1-2%에 달하는 것도 있으나 보통 0.4% 이하이며 추출액 중에는 들어가지 않는다. 오히려 용액 중의 탄산염을 제거하기 위해 첨가하는 일이 있다.

● Al2O3의 제조

◆ 알루미나
알루미나의 형태는 주로 a - Al2O3와 γ- Al2O3 이고 γ- Al2O3은 900° C 이상으로 가열하면 점차로 안정한 a - Al2O3가 되며 1200° C에서 변태가 완료된다. γ형은 a 형에 비해서 비중이 작고 활성이 크며, 흡습 습착성이 크며 빙정석에 용해성도 높다. 따라서 전해용에 용해성으로 볼때는 γ형이 좋으나 γ형은 흡습성이 있기 때문에 분말이 덩어리가 되기 쉬우며 덩어리가 되면 용해성을 해치기 때문에 1200° C정도로 하소하여 대부분이 a 형이 되게 하고 γ형이 약간 남은 정도의 것이 좋다.

참고자료

· 사이트 : www.heattechlogy.co.kr
· 인포스틸 www.infosteel.net
· 조선내화(주) www.chosunref.co.kr