0. 起点:铝不是以"纯金属"存在的
自然界里铝几乎是化合态,最主要来源是铝土矿(bauxite)——主要是水合氧化铝混杂铁氧化物、硅等杂质,所以矿石常呈红褐色。
1. 铝土矿 → 氧化铝 Al₂O₃(拜耳法 Bayer process)
· 破碎、磨细铝土矿
· 高压碱浸(NaOH溶液,高温高压)
铝主要以可溶的铝酸钠 Na[Al(OH)₄]进入液相
铁的氧化物等不溶,成为"赤泥"(red mud)—— 铝工业最头痛的固废之一
· 沉降分离:把不溶残渣(赤泥)滤掉
· 加晶种、降温、搅拌 → 沉淀出氢氧化铝 Al(OH)₃
· 煅烧(约 1200–1500 °C 级,回转窑/流化床)
Al(OH)₃ → Al₂O₃ + H₂O ↑,
这一步产出物还不是金属铝,而是极稳定、熔点极高(~2072 °C)的 白色粉末工业氧化铝 Al₂O₃。
2. 氧化铝 → 金属铝(霍尔‑埃鲁电解 Hall–Héroult process)
这是整条链里最"硬核"、最耗能的一步:电解铝
把 Al₂O₃ 溶解在熔融冰晶石 Na₃AlF₆(cryolite)里
这样 Al₂O₃ 能在 约 950–970 °C 就变成离子导电熔体,而不是 2000 °C 以上。
电解槽里:
阴极:收集液态铝
阳极:碳阳极参与反应,消耗性
通电后:
阴极:Al³⁺ + 3e⁻ → Al(l)(液态铝密度大,沉在槽底)
阳极:O²⁻ → ½O₂ + 2e⁻,O₂ 立刻与碳阳极反应生成 CO/CO₂
↑
定期虹吸/放出液态铝 → 铸成原铝锭(ingot),常见品位 99.5%–99.9% 不等。
这就是核心步骤 "电解铝"。点解过程极其耗电,所以铝厂往往靠近便宜电力(水电 / 煤电基地)。
3. 原铝 → 合金化与铸造(从"金属"走向"可用坯料")
纯铝软、强度一般,大多数铝制品用的是铝合金(加 Si、Mg、Cu、Zn、Mn 等)。
再通过通过物理手段加工得到各类商品铝材料,包括铸造、热轧、冷轧、挤压、锻造,还有机械加工 + 连接 + 表面处理等。
4. 补充:再生铝路径(废旧铝品回收循环)
大量铝制品报废后会走另一条路:收集 → 分拣 → 熔化 → 净化调成分 → 再铸坯料 → 再做产品。
再生铝流程,比电解铝省电得多!
二、全球 “电解铝” 市场概况
整个铝(AI)生产链条上,最核心的、制约因素较多的就是 “电解铝” 环节。
2026 年以前,全球 “电解铝” 的供给分布:
2025年,全球电解铝产量约 7514.74 万吨,平稳增长 2.29%。
中国以 4423 万吨产量占全球 59.4%,连续 23 年位居第一;
印度以约 480 万吨占 6.4%;
俄罗斯以约 400 万吨占 5.3%;
加拿大以约 320 万吨占 4.3%;
阿联酋以约 280 万吨占 3.7%。
全球约 79% 产量集中在前五名的国家。
全球产能分布:
中国:约 8500 万吨/年(全球占比 55%); 澳大利亚:约 2000 万吨/年; 巴西:约 1800 万吨/年; 印度:约 700 万吨/年; 其他国家:约 2000 万吨/年。
电解铝对氧化铝需求:
从氧化铝生产再往上走,就是铝土矿。
全球铝土矿分布:
几内亚以约 74 亿吨居首(占 23.1%); 越南(58亿吨); 澳大利亚(53亿吨); 巴西(27亿吨)紧随其后; 中国铝土矿储量仅约 7.1 亿吨(占比不足 3%)。
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