알루미늄은 가장 널리 사용되는 금속 중 하나입니다. 알루미늄이 어떻게 추출되고 생산되는지 알고 계십니까?

보크사이트는 알루미늄 산화물과 기타 광물로 구성된 암석으로, 세계의 주요 알루미늄 공급원입니다. 채광 후 보크사이트는 알루미나로 정제된 후 알루미늄으로 전환됩니다. 알루미늄은 일반적으로 광석에서 금속까지 3단계를 거칩니다.

첫 번째 단계: 보크사이트 채굴

보크사이트는 일반적으로 노천 광산에서 채굴되며 호주, 중국, 기니 3개국만이 전 세계 보크사이트 생산량의 72%를 차지합니다.

호주는 단연 최대의 보크사이트 생산국이며 세계 최대의 보크사이트 채굴 기업인 위파 광산의 본거지입니다.

기니는 세 번째로 큰 보크사이트 생산국으로, 다른 어떤 국가보다 많은 70억 톤 이상의 보크사이트 매장량을 보유하고 있습니다. 또한 기니는 세계 최대의 보크사이트 수출국으로 보크사이트 수출의 76%가 중국으로 향하고 있습니다.

보크사이트가 채굴되면 전 세계의 정유소로 보내져 생산 공정의 두 번째 단계인 알루미나를 생산합니다.

두 번째 단계: 알루미나 생산

1890년대에 오스트리아의 화학자 칼 조셉 바이어(칼 조셉 바이엘)는 보크사이트에서 알루미나를 추출하는 혁신적인 방법을 발명했습니다. 100년 이상이 지난 오늘날에도 알루미나 정련소의 약 90%가 여전히 바이엘 공정을 사용하여 보크사이트를 정련하고 있습니다.

바이엘 공정에는 1) 정제, 2) 스크리닝, 3) 증착, 4) 로스팅의 네 가지 주요 단계가 있습니다.

중국은 세계 2위의 보크사이트 생산국이자 최대 수입국이며 전 세계 알루미나의 절반 이상을 공급합니다.

호주, 브라질, 인도를 포함한 몇몇 주요 보크사이트 생산국은 가장 큰 알루미나 생산국이지만 중국과 일치하는 곳은 없습니다.

알루미나는 플라스틱, 화장품, 화학제품 생산을 포함한 여러 산업에서 사용됩니다. 물론, 대부분의 알루미늄은 제련소로 운송되어 알루미늄을 생산합니다.

세 번째 단계: 알루미늄 생산

알루미나는 전해환원에 의해 알루미늄으로 변환됩니다. 알루미나 자체 외에도 빙정석이라는 또 다른 광물이 많은 전기와 함께 공정의 핵심입니다.

알루미늄 제련 시설에서는 수백 개의 전해 셀이 용융된 빙정석으로 채워져 있습니다. 알루미나가 이 셀에 부어지면 강한 전류가 알루미늄과 산소 원자 사이의 화학적 결합을 끊습니다. 전기분해의 결과로 순수한 알루미늄 액체가 전해조 바닥에 가라앉은 후 정제되어 다양한 모양과 크기로 주조됩니다.

중국은 전 세계 알루미늄 생산을 장악하고 있으며 최대 소비국이다. 중국 생산량의 10분의 1에 불과한 이웃 인도가 2위를 차지하고 있습니다.

알루미나 생산의 경우와 마찬가지로 보크사이트와 알루미나를 생산하는 일부 국가(인도, 호주, 러시아 등)에서는 알루미늄도 생산합니다.

매년 생산되는 알루미늄의 약 4분의 1이 건설 산업에 사용됩니다. 또 다른 23%는 자동차 프레임, 와이어, 바퀴 및 기타 운송 산업 부품에 사용됩니다. 알루미늄 호일, 캔 및 포장재도 소비의 17%를 차지하는 또 다른 주요 최종 용도입니다.

알루미늄의 광범위한 적용으로 인해 알루미늄은 가장 가치 있는 금속 시장 중 하나가 되었습니다. 2021년 전 세계 알루미늄 시장 규모는 약 2,457억 달러였으며, 소비가 증가함에 따라 2030년까지 거의 두 배인 4,985억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.