KR101978140B1 - 알루미늄-스칸듐 합금의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

알루미늄-스칸듐 합금의 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기분해를 위한 전해질이 저장되며, 바닥면의 적어도 일측에 관통홀이 형성된 전해조; 상기 전해조에 침지되도록 제공되며, 상기 전해조 측면과 이격되어 제공되는 양극; 상기 전해조의 바닥면에 배치된 알루미늄을 포함하는 음극; 및 상기 관통홀을 개폐하는 스토퍼 부재를 포함하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 전기 분해법을 이용하여 알루미늄-스칸듐 합금을 제조하는 방법에 있어서, 준연속 또는 연속 생산을 가능하게 하여 생산성이 향상되며, 나아가 생산원가의 절감을 통한 스칸듐 시장의 확대가 기대된다.

Description

알루미늄-스칸듐 합금의 제조장치 및 제조방법 {APPRATUS FOR PRODUCING ALUMINUM-SCANDIUM ALLOY AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 알루미늄-스칸듐 합금의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
희토류는 자석, 형광체, 촉매, 연마재 등 다양한 분야에 사용되고 있는 필수적인 자원으로서 중국이 세계 수출의 대부분을 차지하고 있으며, 2010년 중국과 일본의 센카쿠 충돌로 중국이 환경·자원보호라는 이유로 희토류 수출을 제한하자, 2011년 일부 희토류의 가격은 다섯배 이상으로 급등하였다.
일본은 1차 가공제품 형태로 희토류를 수입한 후 첨단제품에 사용할 수 있는 형태로 희토류를 가공하여 우리나라로 수출하므로, 국내에서는 고부가가치 산업인 희토류 분리정제, 희토류 금속제조 및 제품에 적용하는 기술 개발이 필요하다.
유사 희토류 원소로 분류되는 원자번호 21번 스칸듐(Sc, Scandium)은 알루미늄(Al, Aluminum) 합금에 소량 첨가되는 합금원소로, 상기 스칸듐이 알루미늄 합금에 소량 첨가하게 되면 알루미늄 합금의 기계적 특성, 용접성, 내식성 및 연신율을 크게 향상시키는 것으로 보고되고 있다.
이러한 스칸듐 금속 환원기술은 EP0238185, JP2600282 및 JP5094031 등의 특허에서 제시되어 있으나, 이는 모두 금속 열환원법(Metallothermic reduction)에 근거하고 있다. 한편, 최근 일본 동경대 Okabe 교수 연구팀에서 전기분해(Electrolysis)를 통한 스칸듐 함유 알루미늄 합금 제조공정을 제시(http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/core-to-core/rmw/RMW3/slide/RMW3_20_Harata_T.pdf)하기도 하였다.
전기분해법의 경우 용융염(Molten salt) 상태에서 음극 및 양극의 전기화학적 반응에 의하여 음극에서 환원하고 자 하는 목적금속이 얻어지고 양극에서는 이산화탄소 또는 염소기체 등이 발생하는 원리로 운영된다. Okabe 교수가 제시한 전기분해 공정의 주요 특징은 원료로 산화 스칸듐(Sc2O3, Scandia)을 사용하고, 전해질(electrolyte)로 CaCl2-Sc2O3의 공융염(Eutectic salt)을 사용하며, 900 의 공정온도로 전기분해 공정이 진행된다.
상기 종래기술을 통해 제조된 알루미늄-스칸듐 합금 내 스칸듐 원소 함량은 2wt% 내외 수준으로서, 이를 모합금(Master alloy)로 활용하여 알루미늄에 일정량을 혼합함으로써 원하는 함량의 알루미늄-스칸듐 합금을 제조하였다.
그러나 용융염 전기분해 공정은 고온(800~1,100℃)에서 공정이 이뤄져 구조재를 사용함에 있어 제한이 존재하며, 또한 내화물 및 금속성분에 대한 침식성이 높은 불화물계 혼합염을 사용하므로 회분식(batch type) 형태로 모합금 제조가 진행되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 준연속(semi continuous) 또는 연속(continuous)으로 알루미늄-스칸듐 합금을 제조함과 동시에 회수할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 개폐가 가능하도록 제공되는 격벽에 의해 제1 영역 및 제2 영역으로 분할되며, 상기 제1 영역에는 전기분해를 위한 전해질이 저장되는 전해조; 상기 전해조의 제1 영역에 침지되도록 제공되며, 상기 전해조 측면과 이격되어 제공되는 양극; 및 상기 전해조의 제1 영역의 바닥면에 배치된 알루미늄을 포함하는 음극을 포함하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치 가 제공된다.
상기 격벽이 개방되어, 제1 영역에서 제조된 알루미늄-스칸듐 합금이 제2 영역으로 이동되는 것일 수 있다.
상기 격벽이 티타늄, 백금 및 탄탈럼 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 전해질은 불화물, 염화물 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 불화물은 헥사플루오로알루민산나트륨(Na3AlF6), 헥사플루오로알루민산칼륨(K3AlF6), 플루오린화알루미늄(AlF3), 플루오린화칼슘(CaF2), 플루오린화나트륨(NaF), 플루오린화칼륨(KF), 플루오린화브로민칼륨(KBrF4), 플루오린화수소칼륨(KHF2), 헥사플루오로인산칼슘(KPF6), 헥사플루오로규산칼륨(K2SiF6), 헥사플루오로알루민산리튬(Li3AlF6), 헥사플루오로알루민산암모늄((NH4)3AlF6) 및 플루오로인산칼륨(KPO2F2) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 염화물은 염화리튬(LiCl), 염화칼륨(KCl), 염화크롬(CrCl2), 염화칼슘(CaCl2) 및 염화브롬(BrCl) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 양극은 탄소, 철 및 니켈 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면, 개폐가 가능하도록 제공되는 격벽에 의해 제1 영역 및 제2 영역으로 분할되는 전해조의 상기 제1 영역에 전해질, 산화 알루미늄 및 산화 스칸듐을 투입하는 단계; 전해조에 전류를 인가하고 전기 분해를 실시하여 알루미늄-스칸듐 합금을 생성하는 생성 단계; 전류를 차단하고 상기 격벽을 상승하여, 전해조 내 상기 제2 영역으로 알루미늄-스칸듐 합금을 배출하는 배출단계; 상기 격벽을 하강하는 밀폐단계; 및 상기 제2 영역 내의 알루미늄-스칸듐 합금을 회수하는 단계를 포함하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법이 제공된다.
상기 회수단계에서 회수되는 알루미늄-스칸듐 합금은 최초 투입된 알루미늄 중량의 75 내지 85 중량%일 수 있다.
상기 밀폐단계 이후, 전해조에 산화 알루미늄 및 산화 스칸듐을 추가로 투입하고, 상기 생성단계, 배출단계, 밀폐단계 및 회수단계로 이루어지는 알루미늄-스칸듐 합금 제조를 2회 이상 반복할 수 있다.
산화 알루미늄을 먼저 투입하고 이후, 산화 스칸듐을 투입하는 것일 수 있다.
상기 추가로 투입되는 산화 알루미늄은 회수된 알루미늄-스칸듐 합금의 93 내지 98 중량%일 수 있다.
상기 추가로 투입되는 산화 스칸듐은 회수된 알루미늄-스칸듐 합금의 2 내지 7 중량%일 수 있다.
본 발명에 따르면 전기 분해법을 이용하여 알루미늄-스칸듐 합금을 제조하는 방법에 있어서, 준연속 또는 연속 생산을 가능하게 하여 생산성이 향상되며, 나아가 생산원가의 절감을 통한 스칸듐 시장의 확대가 기대된다.
도 1은 종래의 알루미늄-스칸듐 합금의 제조에 사용되는 전기분해 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치의 상면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치의 정면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 알루미늄-스칸듐 합금의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 일반적으로, 알루미늄-스칸듐 합금의 제조에 사용되는 전기분해 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 전기분해 장치는 용융염을 포함하는 전해질이 채워져 있는 전해조 본체, 일부 또는 전부가 전해조 본체 내에 배치된 양극, 상기 전해조 본체의 바닥에 배치된 알루미늄을 포함하는 음극으로 이루어져 있다.
상기와 같은 용융염 전기분해 공정은 고온(800~1,100℃)에서 공정이 이루어지므로 구조재를 사용함에 있어 제한이 존재하며, 또한 내화물 및 금속성분에 대한 침식성이 높은 불화물계 혼합염을 사용하므로 회분식(batch type) 형태로 합금의 제조가 진행되어 생산성 및 비용 면에서 불리한 문제점이 있어 왔다.
본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 전기 분해법을 이용하여 준연속 또는 연속 생산 방식으로 알루미늄-스칸듐 합금을 제조하는 장치 및 방법을 착안하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치를 개략적으로 나타낸 것으로 도 2는 상면도, 도 3은 정면도이며, 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 개폐가 가능하도록 제공되는 격벽에 의해 제1 영역 및 제2 영역으로 분할되며, 상기 제1 영역에는 전기분해를 위한 전해질이 저장되는 전해조; 상기 전해조의 제1 영역에 침지되도록 제공되며, 상기 전해조 측면과 이격되어 제공되는 양극; 및 상기 전해조의 제1 영역의 바닥면에 배치된 알루미늄을 포함하는 음극을 포함하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치가 제공된다.
본 발명의 전해조는 전도성 소재로 형성될 수 있으며, 내부에 전해질이 저장되는 수용 공간이 형성될 수 있다. 상기 전해조의 재질은 특별하게 한정하는 것은 아니나, 스테인리스 스틸, 텅스텐 등으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 전해조의 형태는 원형, 사각형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다.
상기 전해조에는 전기분해를 위한 전해질이 저장된다. 상기 전해질은 통상적으로 알루미늄-스칸듐 합금을 전해 석출하는 전해조에 사용되는 전해질이라면 특별히 제한하지 않으나, 예를 들어, 불화물, 염화물 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 불화물은 헥사플루오로알루민산나트륨(Na3AlF6), 헥사플루오로알루민산칼륨(K3AlF6), 플루오린화알루미늄(AlF3), 플루오린화칼슘(CaF2), 플루오린화나트륨(NaF), 플루오린화칼륨(KF), 플루오린화브로민칼륨(KBrF4), 플루오린화수소칼륨(KHF2), 헥사플루오로인산칼슘(KPF6), 헥사플루오로규산칼륨(K2SiF6), 헥사플루오로알루민산리튬(Li3AlF6), 헥사플루오로알루민산암모늄((NH4)3AlF6) 및 플루오로인산칼륨(KPO2F2) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 한편, 상기 염화물은 염화리튬(LiCl), 염화칼륨(KCl), 염화크롬(CrCl2), 염화칼슘(CaCl2) 및 염화브롬(BrCl) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
한편, 알루미늄-스칸듐 합금을 전해 석출하는 전해조는 700 이상의 고온에서 전해 공정이 진행되므로 전해조에 포함된 전해질 및 알루미늄은 용융 상태이다. 따라서, 본 발명의 음극에 포함되는 알루미늄은 액체 상태일 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치에 포함되는 양극은 일부 또는 전부가 상기 전해조 본체 내에 배치되며, 나아가, 일부는 상기 전해질 내에 함침될 수 있다. 상기 양극은 용융염에 녹지 않는 불활성 전극이라면 특별히 제한하지 않으나, 예를 들어, 탄소(C), 철(Fe) 및 니켈(Ni) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 탄소 전극을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 양극으로 탄소 전극을 사용하는 경우, 전극의 형태 및 개수 등은 특별하게 한정되지 않는다.
본 발명의 일 측면에 따른 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치는 전해조의 내부에 전해조의 내부를 소정의 영역으로 분할 또는 연결할 수 있는 격벽이 위치하고 있다.
상기 격벽은 예를 들어, 상기 전해조 내부 측면 및 위해 측벽, 바닥면에 홈을 형성한 후 상기 격벽을 홈에 끼워 넣어 상하로 움직일 수 있는 구조로 형성되어 있을 수 있다. 개폐가 가능하도록 제공되는 격벽에 의해 제1 영역 및 제2 영역으로 분할되며 제1 영역에는 전기 분해를 수행하기 위한 전해질, 양극 및 음극이 위치하며, 제2 영역은 전기분해 공정에 의해 제조된 용융 상태의 알루미늄-스칸듐 합금을 회수하기 위한 영역이다.
후술하는 바와 같이 상기 격벽은 전기분해 공정이 수행되는 동안은 닫혀 있는 상태이며, 전기분해 공정에 의해 용융 상태의 알루미늄-스칸듐 합금이 제조되면, 격벽이 개방되어 상기 전해조 내의 소정의 영역으로 용융 상태의 알루미늄-스칸듐 합금을 회수한 후 다시 격벽이 닫히게 되는 구조로 작동된다.
한편, 상기 격벽은 융점이 높으며, 전기저항성이 크고, 고온(800~1,100℃)에서 불화물계 혼합 용융염과 반응성이 없는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 백금(Platinum), 탄탈럼(Tantalum), 티타늄(Titanium) 등을 사용할 수 있으며, 티타늄을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
만약 탄소강 및 스테인리스 판재를 사용할 경우 Fe, Ni, Cr 등과 같은 원소들이 전기분해 반응에 참여하여 불순물들로 작용하기 때문에 바람직하지 않으며, 전기저항성이 낮은 소재를 사용하면, 전기분해에 사용하는 음극과 스토퍼 부재가 연결될 경우 스토퍼 부재 또한 음극으로 하전되어 전기분해에 이용되는 전류효율을 저하시키는 문제가 있어 바람직하지 않다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 이하에서는 도 4를 참조하여, 상기 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치를 이용하여, 알루미늄-스칸듐 합금을 제조하는 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면, 개폐가 가능하도록 제공되는 격벽에 의해 제1 영역 및 제2 영역으로 분할되는 전해조의 상기 제1 영역에 전해질, 산화 알루미늄 및 산화 스칸듐을 투입하는 단계; 전해조에 전류를 인가하고 전기 분해를 실시하여 알루미늄-스칸듐 합금을 생성하는 생성 단계; 전류를 차단하고 상기 격벽을 상승하여, 전해조 내 상기 제2 영역으로 알루미늄-스칸듐 합금을 배출하는 배출단계; 상기 격벽을 하강하는 밀폐단계; 및 상기 제2 영역 내의 알루미늄-스칸듐 합금을 회수하는 단계를 포함하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에서 전기분해공정은, 통상적인 알루미늄 전해 공정인 홀-에룰트(Hall-Heroult) 공정으로 이루어질 수 있다. 일례로, 홀-에룰트 공정은 용융염을 전해질로 사용하고, 양극으로는 탄소소재를 사용하며 음극으로는 알루미늄 액체가 사용되는 공정이다. 이러한 홀-에룰트 공정에서는 산화 알루미늄이 용융염의 염 중에 용해되고, 강한 직류 전류가 도입되고 고온의 온도에서 양극 및 음극에서 전기화학 반응이 수행됨으로 인하여 음극에서 알루미늄이 수득될 수 있다.
또한, 본 발명은 불화물, 염화물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 용융염을 전해질로 사용하여 전기분해 공정의 전해조에 공급할 수 있다. 이를 전해질로 사용함으로 인해 반응 원료로 전해조에 투입되는 산화 스칸듐의 용해도를 증가시켜 알루미늄-스칸듐 합금의 생산성을 증대시킬 수 있다.
전해조에 전해질이 투입된 후, 반응 원료인 산화 알루미늄 및 산화 스칸듐을 투입하고, 전해조에 전류를 인가하여 전기분해 공정을 수행하면 음극에서 알루미늄-스칸듐 합금을 획득할 수 있다.
상기 전기분해 공정은 900 내지 1300℃ 의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하며, 공정 수행 온도가 900℃ 미만이면 염이 녹지 않아 전기분해 공정을 수행하기 어려우며, 1300℃ 초과하면 고온의 전기분해 공정을 운행하기 위한 에너지 비용이 증가하여 비경제적이다
상기 전기분해 공정은 산화 알루미늄과 산화 스칸듐이 분해되는 공정 전압 범위에서 수행되어야 하며, 인가 전압 범위 0 내지 3.0 V인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기는 2.0 V 내지 2.5 V이다. 따라서, 인가 전압이 2.0 V 미만일 경우 스칸듐이 환원이 거의 일어나지 않으며 3.0 V 초과하면 전해조에서 알루미늄 및 스칸듐 이외 불순물들이 함께 환원되어 순수한 알루미늄-스칸듐 합금을 획득하기 어려울 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 알루미늄-스칸듐 합금을 생성하고, 전류를 차단한다. 이후 격벽을 위로 천천히 이동시키면, 용융상태의 알루미늄-스칸듐 합금이 격벽이 개방되어 형성된 상기 전해조 내의 소정의 영역으로 저장조로 흘러나가 배출된다.
이후 상기 격벽을 아래로 천천히 하강하여 격벽을 밀폐시키고, 전해조 내 소정의 영역에 배출되어 있는 용융상태의 알루미늄-스칸듐 합금을 회수할 수 있다. 용융상태의 알루미늄-스칸듐 합금의 회수에 있어서는 다양한 방법을 고려할 수 있으나, 티타늄, 백금 및 탄탈럼 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 회수 부재를 이용하여, 물리적으로 회수하는 것이 바람직하다.
회수 부재의 형상은 용융상태의 모합금을 용이하게 떠서 이동시킬 수 있는 모양이면 어느 것이든 국한하지 않는다. 회수 부재에 담긴 담긴 용융상태의 모합금은 전해조 외부에 존재하는 주형에 부어 굳힘으로써 일정형태의 모합금 괴(Ingot)를 얻을 수 있으나, 모합금의 모양은 괴에 국한되지 않으며, 얻고자 하는 모합금의 형태에 따라 주형을 제작하여 다양한 모양을 얻을 수 있다.
한편, 상기 회수단계에서 회수되는 알루미늄-스칸듐 합금의 양은 최초 투입된 산화 알루미늄 중량의 75 내지 85 중량%인 것이 바람직하다. 최초 투입한 산화 알루미늄 중량의 85%를 초과할 경우 용융염의 일부가 함께 흘러나와 용융염을 보충해줘야 하는 공정이 추가로 필요하여 공정시간을 늘리는 단점이 있을 수 있으며, 75% 미만일 경우 알루미늄-스칸듐 합금을 회수하는 양이 적어 생산성을 저하시키는 문제를 야기할 수 있다
본 발명은 상기 밀폐단계 이후, 전해조에 산화 알루미늄 및 산화 스칸듐을 추가로 투입하고, 상기 획득단계, 배출단계, 밀폐단계 및 회수단계로 이루어지는 알루미늄-스칸듐 합금 제조를 2회 이상 반복함으로써, 알루미늄-스칸듐 합금을 준연속 또는 연속적으로 제조할 수 있게 된다.
보다 상세하게는 초기 투입된 산화 알루미늄 및 산화 스칸듐이 합금을 제조하면서 소모되므로, 회수된 합금 중량의 93 내지 98 중량%에 해당하는 산화 알루미늄 및 회수된 합금 중량의 2 내지 7 중량%에 해당하는 산화 스칸듐을 전해조 상부를 통하여 투입한다
이 때, 산화 알루미늄을 먼저 투입하여 완전히 용융이 완료된 이후, 산화 스칸듐을 투입하는 것이 보다 바람직하며, 이는 용융염과 용융 알루미늄이 비중차에 의해 분리되므로 보다 빠르게 분리하기 위함이다.
상기 일련의 알루미늄-스칸듐 합금 제조 공정을 수회 이상 반복을 통하여 준연속 또는 연속으로 알루미늄-스칸듐 합금을 제조할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄-스칸듐 합금 제조 장치로 알루미늄-스칸듐 합금 제조 공정을 수행하고, 티타늄 재질의 회수 부재로 알루미늄-스칸듐 합금을 회수한 후, 회수한 알루미늄-스칸듐 합금 내 성분 분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 Sc 함량이 2.38wt%인 알루미늄-스칸듐 합금을 회수할 수 있었다.
단위(중량%) Li Na Al Ca Fe Sc
알루미늄-스칸듐 합금 0.097 0.73 Bal. 0.037 0.088 2.38
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 전해조
120: 양극
140: 음극
160: 격벽
180: 전해질
200: 부생가스

Claims (13)

  1. 개폐가 가능하도록 제공되는 격벽에 의해 제1 영역 및 제2 영역으로 분할되며, 상기 제1 영역에는 전기분해를 위한 전해질이 저장되는 전해조;
    상기 전해조의 제1 영역에 침지되도록 제공되며, 상기 전해조 측면과 이격되어 제공되는 양극; 및
    상기 전해조의 제1 영역의 바닥면에 배치된 알루미늄을 포함하는 음극을 포함하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격벽이 개방되어, 제1 영역에서 제조된 알루미늄-스칸듐 합금이 제2 영역으로 이동되는 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 격벽이 티타늄, 백금 및 탄탈럼 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전해질은 불화물, 염화물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 불화물은 헥사플루오로알루민산나트륨(Na3AlF6), 헥사플루오로알루민산칼륨(K3AlF6), 플루오린화알루미늄(AlF3), 플루오린화칼슘(CaF2), 플루오린화나트륨(NaF), 플루오린화칼륨(KF), 플루오린화브로민칼륨(KBrF4), 플루오린화수소칼륨(KHF2), 헥사플루오로인산칼슘(KPF6), 헥사플루오로규산칼륨(K2SiF6), 헥사플루오로알루민산리튬(Li3AlF6), 헥사플루오로알루민산암모늄((NH4)3AlF6) 및 플루오로인산칼륨(KPO2F2) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 염화물은 염화리튬(LiCl), 염화칼륨(KCl), 염화크롬(CrCl2), 염화칼슘(CaCl2) 및 염화브롬(BrCl) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 양극은 탄소, 철 및 니켈 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조장치.
  8. 개폐가 가능하도록 제공되는 격벽에 의해 제1 영역 및 제2 영역으로 분할되는 전해조의 상기 제1 영역에 전해질, 산화 알루미늄 및 산화 스칸듐을 투입하는 단계;
    전해조에 전류를 인가하고 전기 분해를 실시하여 알루미늄-스칸듐 합금을 생성하는 생성 단계;
    전류를 차단하고 상기 격벽을 상승하여, 전해조 내 상기 제2 영역으로 알루미늄-스칸듐 합금을 배출하는 배출단계;
    상기 격벽을 하강하는 밀폐단계; 및
    상기 제2 영역 내의 알루미늄-스칸듐 합금을 회수하는 단계를 포함하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배출단계에서 배출되는 알루미늄-스칸듐 합금은 최초 투입된 알루미늄 중량의 75 내지 85 중량%인 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 밀폐단계 이후, 전해조에 산화 알루미늄 및 산화 스칸듐을 추가로 투입하고, 상기 생성단계, 배출단계, 밀폐단계 및 회수단계로 이루어지는 알루미늄-스칸듐 합금 제조를 2회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    산화 알루미늄을 먼저 투입하고 이후, 산화 스칸듐을 투입하는 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법.
  12. 제10항에 있어서
    상기 추가로 투입되는 산화 알루미늄은 회수된 알루미늄-스칸듐 합금의 93 내지 98 중량%인 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 추가로 투입되는 산화 스칸듐은 회수된 알루미늄-스칸듐 합금의 2 내지 7 중량%인 것을 특징으로 하는 알루미늄-스칸듐 합금 제조방법.
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