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)過采礦、選礦、冶煉的過程，最終獲得我們?nèi)祟愃璧母呒兌冉饘?。與普通金屬的提取過程不同，原鋁必須通過中間產(chǎn)品的制備來獲得。該中間產(chǎn)物是氧化鋁?？梢哉f，氧化鋁是整個鋁工業(yè)的準核心。

1.2初識氧化鋁

氧化鋁是一種穩(wěn)定的鋁氧化物，化學式為Al2O3。在采礦、陶瓷和材料科學中也稱為氧化鋁。無毒、無臭、無味的白色粉末或砂狀物，密度3.9-4.0g/cm3，熔點2050，沸點2980，不溶于水，溶于無機酸和堿性溶液的兩性氧化物。工業(yè)上，鋁土礦一般經(jīng)過拜耳法或燒結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氧化鋁（冶煉級氧化鋁）和非冶金級氧化鋁。冶煉級氧化鋁用作電解鋁冶煉的原料。非冶金級氧化鋁主要用于剛玉、陶瓷、耐火制品等。和其他氧化鋁化學品。（由于上海期貨交易所即將上市的氧化鋁品種僅為冶金級氧化鋁，因此本文后面提到的氧化鋁及相關數(shù)據(jù)均特指冶金級氧化鋁。）

根據(jù)國家標準（GB/T24487-2009），氧化鋁根據(jù)其化學成分和物理性能分為三個等級：AO-1、AO-2、AO-3。其化學成分應符合表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拜耳法生產(chǎn)的。經(jīng)過多年的發(fā)展，拜耳法逐漸從間歇式連續(xù)生產(chǎn)改進為連續(xù)操作，設備也逐步實現(xiàn)大型化、自動化、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，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法。首次應用碳酸鈉燒結法。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，會損失大量氧化鋁；然后在碳酸鈉燒結法的基礎上，添加石灰石，演變?yōu)閴A-石灰燒結法，該方法有效解決了碳酸鈉燒結法加工高硅鋁土礦困難的問題。燒結法雖然工藝復雜、投資大、能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量較拜耳法稍差，但其生產(chǎn)特點有利于我國低品位鋁土礦的利用，因此鈉鈣燒結法在我國已得到一定程度的應用。發(fā)展。

隨著技術的發(fā)展，當鋁土礦品位、鋁硅比等條件多樣化時，氧化鋁企業(yè)將拜耳法和燒結法結合起來，形成聯(lián)合生產(chǎn)方式，又細分為并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)法，其中并聯(lián)法和串聯(lián)法主要用于國外氧化鋁廠，混聯(lián)法是我國氧化鋁企業(yè)開發(fā)應用的生產(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個國家有氧化鋁產(chǎn)量記錄。據(jù)國際鋁業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，截至2016年底，全球除中國以外的氧化鋁產(chǎn)能為6613萬噸，較2010年底增加297.4萬噸。同時，據(jù)阿拉丁統(tǒng)計截至2016年底，我國氧化鋁產(chǎn)能7496萬噸。噸，約占世界總量的53%。截至2018年底，我國氧化鋁產(chǎn)能進一步增至8387萬噸，增加891萬噸。

據(jù)國際鋁協(xié)統(tǒng)計，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)量年均增長率為5.53%。其中，中國是產(chǎn)量增長的主要動力，年均增長率達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，2018年全球前十大氧化鋁生產(chǎn)商總產(chǎn)量為9740.5萬噸，約占全球總量的80%。其中，中國企業(yè)5家，海外企業(yè)5家。海外企業(yè)有美國鋁業(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)。詳細產(chǎn)能及分布情況見表。

2.2我國氧化鋁產(chǎn)能分布情況

隨著我國鋁工業(yè)的快速發(fā)展，氧化鋁產(chǎn)能也進入快速擴張階段。據(jù)阿拉丁統(tǒng)計，截至2018年12月，我國氧化鋁產(chǎn)能為8387萬噸，與2010年同期相比增加了4262萬噸，產(chǎn)能翻倍，也占據(jù)了全球產(chǎn)量的一半。從地區(qū)來看，我國氧化鋁產(chǎn)量相對集中，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個省份。其分布特點基本滿足產(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%。這三個省份的產(chǎn)能合計占全國近80%，集中度非常高。

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

雖然我國氧化鋁產(chǎn)能巨大，但隨著電解鋁產(chǎn)能的不斷提升以及國內(nèi)鋁土礦品位和儲量的下降，我國氧化鋁產(chǎn)能可能會遇到一定的瓶頸。為了更好地利用海外資源，近年來我國鋁產(chǎn)能不斷增加。企業(yè)逐步走出國門，在鋁土礦資源發(fā)達的國家投資開采、設立氧化鋁廠。為此，我們對國內(nèi)企業(yè)在海外建設氧化鋁裝置的情況進行了梳理，如表4所示。

三、氧化鋁消費情況

3.1全球氧化鋁消費情況

就冶金級氧化鋁而言，其用途比較單一，基本用于電解鋁的生產(chǎn)。據(jù)英國金屬先驅(qū)報統(tǒng)計，2018年，世界電解鋁產(chǎn)量為6373萬噸，較2010年電解鋁產(chǎn)量增長51.61%，而全球氧化鋁消費量為12435萬噸，較2010年增長51.23%氧化鋁消耗量。兩者的增長趨勢基本一致。由于兩者關系密切，研究氧化鋁的消費量就相當于研究電解鋁的全球產(chǎn)量分布。據(jù)國際鋁協(xié)會統(tǒng)計，2018年中國電解鋁產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的56.7%，其次是除中國以外的亞洲和非洲，第三位是歐洲。通過對比氧化鋁產(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)域錯配，因此全球氧化鋁貿(mào)易市場每年都比較活躍。

從地區(qū)來看，亞洲、非洲（包括中國）和歐洲的氧化鋁產(chǎn)能無法滿足該地區(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)易的大方向來看，是從大洋洲和南美洲運輸?shù)綒W洲、亞洲和非洲。其中，大洋洲主要出口國是澳大利亞，南美洲主要是巴西。

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

3.2國內(nèi)氧化鋁消費情況

就國內(nèi)消費而言，氧化鋁產(chǎn)能與電解鋁產(chǎn)能也存在區(qū)域錯配。如上所述，我國氧化鋁產(chǎn)能主要集中在8個省份，但電解鋁產(chǎn)量分布較為廣泛。對比產(chǎn)量占比與氧化鋁產(chǎn)量占比可以得出，我國氧化鋁產(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

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%。我國是氧化鋁生產(chǎn)第一大國。近年來，隨著產(chǎn)能快速擴張，我國年產(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豐富、電解鋁生產(chǎn)集中的地區(qū)。國家和地區(qū)。這個特點也適用于中國。我國氧化鋁產(chǎn)能主要分布在8個省份，其中山西、山東、河南產(chǎn)能占比80%以上。

冶金級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，導致國內(nèi)外氧化鋁產(chǎn)銷不匹配。具體來說，海外大洋洲和南美洲的氧化鋁產(chǎn)能較大，通常銷往歐洲、亞洲和非洲以及北美；國內(nèi)貿(mào)易方面，主要貿(mào)易方向是從山西、河南、廣西等地運往新疆、內(nèi)蒙古、青海等地的氧化鋁。同時，我國是氧化鋁凈生產(chǎn)國。進口國家。

由于供需錯配，氧化鋁貿(mào)易是鋁產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。如上所述，國內(nèi)外氧化鋁企業(yè)集中度較高，在現(xiàn)貨市場上議價能力較強，使得市場定價機制尚不完善，因此將氧化鋁引入期貨市場將有助于定價機制市場化，使產(chǎn)能布局和利潤分配更加合理，促進鋁工業(yè)健康有序發(fā)展。

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