안녕하세요! 저는 9등급 티타늄 바의 공급업체입니다. 오늘은 이 제품의 생산이 환경에 미치는 영향에 대해 이야기하고 싶습니다. Ti-3Al-2.5V라고도 알려진 9등급 티타늄 바는 항공우주, 자동차, 해양과 같은 다양한 산업에서 사용되는 인기 있는 티타늄 합금입니다. 고강도, 저밀도, 우수한 내식성과 같은 몇 가지 훌륭한 특성을 가지고 있습니다. 그러나 그것을 만드는 것은 환경을 위해 공원을 산책하는 것이 아닙니다.
원자재부터 시작해 보겠습니다. 9등급 티타늄 주괴를 만드는 주성분인 티타늄 광석은 일반적으로 땅에서 채굴됩니다. 채굴은 자원 집약적인 프로세스입니다. 우선 에너지가 많이 필요합니다. 굴착기, 트럭, 드릴과 같은 중장비를 사용하여 땅에서 광석을 추출합니다. 이 기계는 화석 연료, 주로 디젤을 사용하여 작동합니다. 디젤을 태우면 이산화탄소(CO2)와 같은 엄청난 양의 온실 가스가 대기 중으로 방출됩니다. CO2는 지구 온난화의 주요 원인이며, 더 많이 배출할수록 기후는 더 빠르게 변화합니다.
다음으로 수질 오염 문제가 있습니다. 채굴 과정에서는 먼지 억제, 광석 처리 등을 위해 많은 양의 물이 사용됩니다. 이 물은 종종 광석에서 나오는 중금속 및 기타 유해 물질로 오염됩니다. 이렇게 오염된 물을 제대로 처리하지 않으면 인근 강, 호수, 지하수원으로 스며들 수 있습니다. 이는 수생생물에게 나쁜 소식이며, 해당 지역에 사는 사람들의 식수 품질에도 영향을 미칠 수 있습니다.
티타늄 광석을 채굴한 후에는 순수한 티타늄을 얻기 위해 정제 과정을 거쳐야 합니다. 티타늄을 정제하는 가장 일반적인 방법은 Kroll 공정입니다. 이 과정은 매우 에너지가 넘칩니다. 광석을 염소 가스로 가열하여 사염화티타늄을 생성하고, 이를 마그네슘으로 환원시켜 순수한 티타늄을 얻는 과정이 포함됩니다. 이 공정에 사용되는 고온로는 엄청난 양의 전력을 소모한다. 많은 곳에서 이 전기는 CO2 배출의 또 다른 주요 원인인 석탄 화력 발전소에서 생성됩니다.
정제 과정에서 또 다른 환경 문제는 폐기물 발생입니다. 크롤 공정에서는 염화마그네슘, 미반응 마그네슘 등 많은 부산물이 생성됩니다. 이러한 폐기물은 적절하게 처리되어야 합니다. 그렇지 않으면 토양과 수질이 오염될 수 있습니다. 예를 들어 염화마그네슘은 부식성이 강하고 토양 구조를 손상시켜 식물의 성장을 어렵게 만들 수 있습니다.
순수 티타늄을 얻은 후 9등급 티타늄 바를 제작할 차례입니다. 순수 티타늄에 알루미늄, 바나듐과 같은 합금 원소가 첨가됩니다. 이러한 합금 원소의 생산 역시 환경에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 알루미늄 생산은 극도로 에너지 집약적입니다. 알루미늄을 생산하는 Hall-Héroult 공정에는 막대한 양의 전력이 필요합니다. 그리고 바나듐 생산은 올바르게 관리되지 않으면 독성 화학물질이 환경으로 방출될 수 있습니다.
9등급 티타늄 바의 제조 공정 자체도 환경에 영향을 미칩니다. 단조, 압연 및 기계 가공은 바를 형성하는 데 사용되는 일반적인 공정 중 일부입니다. 이러한 공정에서는 많은 열과 소음이 발생합니다. 열은 종종 환경으로 방출되어 산업 지역의 도시 열섬 효과에 기여할 수 있습니다. 그리고 소음은 근로자와 인근 주민들에게 폐가 될 수 있습니다.
더욱이, 가공 작업에 사용되는 윤활유와 냉각수는 오염의 원인이 될 수 있습니다. 이러한 유체에는 누출되거나 적절하게 폐기되지 않을 경우 환경에 해로울 수 있는 화학 물질이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 토양과 물을 오염시킬 수 있으며, 일부 화학물질은 동물과 식물에 독성이 있을 수 있습니다.
그러나 그것이 모두 파멸과 우울한 것은 아닙니다. 9등급 티타늄 바 생산이 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 취할 수 있는 몇 가지 조치가 있습니다. 예를 들어, 광산 회사는 보다 에너지 효율적인 장비에 투자할 수 있습니다. 전기 구동 채굴 차량이 점점 대중화되기 시작했으며, 디젤 구동 차량에 비해 온실가스 배출을 크게 줄일 수 있습니다.
정제 과정에서는 에너지 효율성을 높이기 위해 새로운 기술이 개발되고 있습니다. 일부 연구는 더 적은 에너지를 필요로 하는 Kroll 공정의 대체 방법을 찾는 데 중점을 두고 있습니다. 재활용도 큰 역할을 합니다. 티타늄 스크랩은 재활용되어 새로운 9등급 티타늄 바를 만드는 데 사용될 수 있습니다. 티타늄을 재활용하면 처음부터 생산하는 것보다 훨씬 적은 에너지를 사용하므로 온실가스 배출이 줄어듭니다.
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참고자료
- 다양한 저자의 "티타늄: 기술, 응용 및 환경 영향"
- 환경 과학 출판물에서 출판한 "광업과 환경: 글로벌 관점"
- Metallurgical Research Journals의 "크롤 공정: 티타늄 생산 검토"