氧化鋁生產(chǎn)原料(氧化鋁工業(yè)生產(chǎn))

眾所周知，地球上的金屬元素通常以化合物的形式積累在礦石中，因此提取金屬元素通常需要經(jīng)過(guò)采礦、選礦、冶煉的過(guò)程，最終獲得我們?nèi)祟?lèi)所需的高純度金屬。與普通金屬的提取過(guò)程不同，原鋁必須通過(guò)中間產(chǎn)品的制備來(lái)獲得。該中間產(chǎn)物是氧化鋁?？梢哉f(shuō)，氧化鋁是整個(gè)鋁工業(yè)的準(zhǔn)核心。

1.2初識(shí)氧化鋁

氧化鋁是一種穩(wěn)定的鋁氧化物，化學(xué)式為Al2O3。在采礦、陶瓷和材料科學(xué)中也稱(chēng)為氧化鋁。無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味的白色粉末或砂狀物，密度3.9-4.0g/cm3，熔點(diǎn)2050，沸點(diǎn)2980，不溶于水，溶于無(wú)機(jī)酸和堿性溶液的兩性氧化物。工業(yè)上，鋁土礦一般經(jīng)過(guò)拜耳法或燒結(jié)法等一系列工藝流程加工得到氧化鋁。按主要用途可分為冶金級(jí)氧化鋁（冶煉級(jí)氧化鋁）和非冶金級(jí)氧化鋁。冶煉級(jí)氧化鋁用作電解鋁冶煉的原料。非冶金級(jí)氧化鋁主要用于剛玉、陶瓷、耐火制品等。和其他氧化鋁化學(xué)品。（由于上海期貨交易所即將上市的氧化鋁品種僅為冶金級(jí)氧化鋁，因此本文后面提到的氧化鋁及相關(guān)數(shù)據(jù)均特指冶金級(jí)氧化鋁。）

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T24487-2009），氧化鋁根據(jù)其化學(xué)成分和物理性能分為三個(gè)等級(jí)：AO-1、AO-2、AO-3。其化學(xué)成分應(yīng)符合表1-1的規(guī)定。

1.3氧化鋁的生產(chǎn)工藝

氧化鋁的生產(chǎn)已有100多年的歷史。特別是拜耳法創(chuàng)建后，氧化鋁進(jìn)入工業(yè)化規(guī)?；a(chǎn)階段，產(chǎn)能和效率大幅提高。目前，世界上95%以上的氧化鋁都是通過(guò)拜耳法生產(chǎn)的。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，拜耳法逐漸從間歇式連續(xù)生產(chǎn)改進(jìn)為連續(xù)操作，設(shè)備也逐步實(shí)現(xiàn)大型化、自動(dòng)化、高效節(jié)能。由于世界各地生產(chǎn)的鋁土礦存在差異，基于拜耳法基本原理，逐漸衍生出適合不同條件的拜耳法。在我國(guó)，拜耳法已發(fā)展了低溫拜耳法、選礦拜耳法和石灰拜耳法。法律。

在拜耳法出現(xiàn)之前，世界上第一種工業(yè)化生產(chǎn)氧化鋁的方法是燒結(jié)法。首次應(yīng)用碳酸鈉燒結(jié)法。此法僅適用于加工低硅優(yōu)質(zhì)鋁土礦。加工高硅鋁土礦時(shí)，會(huì)損失大量氧化鋁；然后在碳酸鈉燒結(jié)法的基礎(chǔ)上，添加石灰石，演變?yōu)閴A-石灰燒結(jié)法，該方法有效解決了碳酸鈉燒結(jié)法加工高硅鋁土礦困難的問(wèn)題。燒結(jié)法雖然工藝復(fù)雜、投資大、能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量較拜耳法稍差，但其生產(chǎn)特點(diǎn)有利于我國(guó)低品位鋁土礦的利用，因此鈉鈣燒結(jié)法在我國(guó)已得到一定程度的應(yīng)用。發(fā)展。

隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)鋁土礦品位、鋁硅比等條件多樣化時(shí)，氧化鋁企業(yè)將拜耳法和燒結(jié)法結(jié)合起來(lái)，形成聯(lián)合生產(chǎn)方式，又細(xì)分為并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)法，其中并聯(lián)法和串聯(lián)法主要用于國(guó)外氧化鋁廠，混聯(lián)法是我國(guó)氧化鋁企業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的生產(chǎn)工藝。

二、氧化鋁生產(chǎn)情況概述

2.1世界氧化鋁產(chǎn)能分布情況

氧化鋁生產(chǎn)廣泛分布于亞洲、歐洲、非洲、美洲和大洋洲。目前，大約有30個(gè)國(guó)家有氧化鋁產(chǎn)量記錄。據(jù)國(guó)際鋁業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至2016年底，全球除中國(guó)以外的氧化鋁產(chǎn)能為6613萬(wàn)噸，較2010年底增加297.4萬(wàn)噸。同時(shí)，據(jù)阿拉丁統(tǒng)計(jì)截至2016年底，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)能7496萬(wàn)噸。噸，約占世界總量的53%。截至2018年底，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)能進(jìn)一步增至8387萬(wàn)噸，增加891萬(wàn)噸。

據(jù)國(guó)際鋁協(xié)統(tǒng)計(jì)，2018年全球氧化鋁產(chǎn)量為1.22億噸，2010-2018年世界氧化鋁產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率為5.53%。其中，中國(guó)是產(chǎn)量增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?，年均增長(zhǎng)率達(dá)14.85%。2018年占全球總產(chǎn)量的55.76%。相比之下，南美洲和北美洲的產(chǎn)量和比例逐漸下降。

全球氧化鋁生產(chǎn)商集中度較高。據(jù)阿拉丁統(tǒng)計(jì)，2018年全球前十大氧化鋁生產(chǎn)商總產(chǎn)量為9740.5萬(wàn)噸，約占全球總量的80%。其中，中國(guó)企業(yè)5家，海外企業(yè)5家。海外企業(yè)有美國(guó)鋁業(yè)（Alcoa）、力拓（RioTinto）、俄羅斯鋁業(yè)（Rusal）、挪威海德魯（NorwegianHydro）、南托32等，其冶煉廠主要建在澳大利亞、巴西等鋁土礦豐富的地區(qū)。詳細(xì)產(chǎn)能及分布情況見(jiàn)表。

2.2我國(guó)氧化鋁產(chǎn)能分布情況

隨著我國(guó)鋁工業(yè)的快速發(fā)展，氧化鋁產(chǎn)能也進(jìn)入快速擴(kuò)張階段。據(jù)阿拉丁統(tǒng)計(jì)，截至2018年12月，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)能為8387萬(wàn)噸，與2010年同期相比增加了4262萬(wàn)噸，產(chǎn)能翻倍，也占據(jù)了全球產(chǎn)量的一半。從地區(qū)來(lái)看，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量相對(duì)集中，主要分布在山東、山西、河南、廣西、貴州、重慶、云南、內(nèi)蒙古等8個(gè)省份。其分布特點(diǎn)基本滿足產(chǎn)業(yè)鏈的需要，即分布在上游鋁土礦資源豐富地區(qū)、下游電解鋁廠所在地。山東、山西、河南產(chǎn)能占比分別為32.9%、29.3%、15.4%。這三個(gè)省份的產(chǎn)能合計(jì)占全國(guó)近80%，集中度非常高。

對(duì)應(yīng)海外，我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)也相對(duì)集中。其中，中國(guó)鋁業(yè)、魏橋集團(tuán)、信發(fā)集團(tuán)、錦江集團(tuán)、東方希望也躋身全球前十大氧化鋁生產(chǎn)商之列。其中，中國(guó)鋁業(yè)和魏橋集團(tuán)2018年位列前兩位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上述五家企業(yè)控制的氧化鋁產(chǎn)能約占全國(guó)總產(chǎn)能的82%。

雖然我國(guó)氧化鋁產(chǎn)能巨大，但隨著電解鋁產(chǎn)能的不斷提升以及國(guó)內(nèi)鋁土礦品位和儲(chǔ)量的下降，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)能可能會(huì)遇到一定的瓶頸。為了更好地利用海外資源，近年來(lái)我國(guó)鋁產(chǎn)能不斷增加。企業(yè)逐步走出國(guó)門(mén)，在鋁土礦資源發(fā)達(dá)的國(guó)家投資開(kāi)采、設(shè)立氧化鋁廠。為此，我們對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)在海外建設(shè)氧化鋁裝置的情況進(jìn)行了梳理，如表4所示。

三、氧化鋁消費(fèi)情況

3.1全球氧化鋁消費(fèi)情況

就冶金級(jí)氧化鋁而言，其用途比較單一，基本用于電解鋁的生產(chǎn)。據(jù)英國(guó)金屬先驅(qū)報(bào)統(tǒng)計(jì)，2018年，世界電解鋁產(chǎn)量為6373萬(wàn)噸，較2010年電解鋁產(chǎn)量增長(zhǎng)51.61%，而全球氧化鋁消費(fèi)量為12435萬(wàn)噸，較2010年增長(zhǎng)51.23%氧化鋁消耗量。兩者的增長(zhǎng)趨勢(shì)基本一致。由于兩者關(guān)系密切，研究氧化鋁的消費(fèi)量就相當(dāng)于研究電解鋁的全球產(chǎn)量分布。據(jù)國(guó)際鋁協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2018年中國(guó)電解鋁產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的56.7%，其次是除中國(guó)以外的亞洲和非洲，第三位是歐洲。通過(guò)對(duì)比氧化鋁產(chǎn)量分布和電解鋁產(chǎn)量分布，可以發(fā)現(xiàn)兩者之間存在區(qū)域錯(cuò)配，因此全球氧化鋁貿(mào)易市場(chǎng)每年都比較活躍。

從地區(qū)來(lái)看，亞洲、非洲（包括中國(guó)）和歐洲的氧化鋁產(chǎn)能無(wú)法滿足該地區(qū)電解鋁生產(chǎn)的需求，而大洋洲和南美洲的電解鋁產(chǎn)能則無(wú)法吸納該地區(qū)的氧化鋁產(chǎn)量。因此，從全球氧化鋁貿(mào)易的大方向來(lái)看，是從大洋洲和南美洲運(yùn)輸?shù)綒W洲、亞洲和非洲。其中，大洋洲主要出口國(guó)是澳大利亞，南美洲主要是巴西。

我國(guó)是電解鋁生產(chǎn)大國(guó)。多年來(lái)，氧化鋁進(jìn)出口一直以進(jìn)口為主。不過(guò)，隨著2016年電解鋁行業(yè)供給側(cè)改革，電解鋁產(chǎn)能增長(zhǎng)受到抑制，但對(duì)于氧化鋁來(lái)說(shuō)，這種情況并不存在。此消息在此情況下，我國(guó)氧化鋁進(jìn)口量一直呈下降趨勢(shì)。2018年，由于挪威海德魯巴西Alunorte氧化鋁冶煉廠因尾礦庫(kù)事件意外停產(chǎn)，海外氧化鋁形成較大缺口，進(jìn)而導(dǎo)致利潤(rùn)減少。受此帶動(dòng)，2018年我國(guó)氧化鋁出口為凈出口。據(jù)海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)，我國(guó)氧化鋁進(jìn)口來(lái)源廣泛。主要來(lái)源國(guó)包括澳大利亞、印度尼西亞、牙買(mǎi)加、印度、美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、越南和日本。2018年，我國(guó)自上述國(guó)家的進(jìn)口占進(jìn)口總額的30%。98.7%，其中澳大利亞占比高達(dá)49%。

3.2國(guó)內(nèi)氧化鋁消費(fèi)情況

就國(guó)內(nèi)消費(fèi)而言，氧化鋁產(chǎn)能與電解鋁產(chǎn)能也存在區(qū)域錯(cuò)配。如上所述，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)能主要集中在8個(gè)省份，但電解鋁產(chǎn)量分布較為廣泛。對(duì)比產(chǎn)量占比與氧化鋁產(chǎn)量占比可以得出，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量排名前四的省份是山西、廣西、河南和貴州，而進(jìn)口量排名前五的省份是新疆、內(nèi)蒙古、青海、甘肅、寧夏。

四、小結(jié)

鋁是世界上使用第二廣泛的金屬，其工業(yè)重要性不言而喻。氧化鋁作為原鋁冶煉的主要原料，在產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮著突出的作用。目前氧化鋁年產(chǎn)量達(dá)到1億噸以上，冶煉能力廣泛分布于六大洲。但企業(yè)集中度較高。全球前10名氧化鋁生產(chǎn)商的總產(chǎn)量占全球的80%。我國(guó)是氧化鋁生產(chǎn)第一大國(guó)。近年來(lái)，隨著產(chǎn)能快速擴(kuò)張，我國(guó)年產(chǎn)量已占全球產(chǎn)量的一半以上。海外產(chǎn)能大多分布在鋁土礦資源相對(duì)豐富、電解鋁生產(chǎn)集中的地區(qū)。國(guó)家和地區(qū)。這個(gè)特點(diǎn)也適用于中國(guó)。我國(guó)氧化鋁產(chǎn)能主要分布在8個(gè)省份，其中山西、山東、河南產(chǎn)能占比80%以上。

冶金級(jí)氧化鋁用途比較單一，基本用作電解鋁生產(chǎn)的原料。正是由于這一特點(diǎn)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外氧化鋁產(chǎn)銷(xiāo)不匹配。具體來(lái)說(shuō)，海外大洋洲和南美洲的氧化鋁產(chǎn)能較大，通常銷(xiāo)往歐洲、亞洲和非洲以及北美；國(guó)內(nèi)貿(mào)易方面，主要貿(mào)易方向是從山西、河南、廣西等地運(yùn)往新疆、內(nèi)蒙古、青海等地的氧化鋁。同時(shí)，我國(guó)是氧化鋁凈生產(chǎn)國(guó)。進(jìn)口國(guó)家。

由于供需錯(cuò)配，氧化鋁貿(mào)易是鋁產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。如上所述，國(guó)內(nèi)外氧化鋁企業(yè)集中度較高，在現(xiàn)貨市場(chǎng)上議價(jià)能力較強(qiáng)，使得市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制尚不完善，因此將氧化鋁引入期貨市場(chǎng)將有助于定價(jià)機(jī)制市場(chǎng)化，使產(chǎn)能布局和利潤(rùn)分配更加合理，促進(jìn)鋁工業(yè)健康有序發(fā)展。

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