氧化铝基本概况
根据《全球氧化铝产业链及供需格局分析》报告，铝元素是仅次于硅的地壳中第二丰富的金属元素，含量高达8.3%，主要以铝土矿、铝硅酸盐矿石和冰晶石的形式存在，这决定了其上游和中游供应端充裕。然而它是一种相对较新的工业金属，其商业生产仅超过100年。此外，铝的重量约为钢或铜的三分之一，具有延展性，易于加工和铸造，并且具有**的耐腐蚀性和耐久性，这决定了其下游应用非常广泛。无论从数量还是价值上衡量，铝的使用量都超过了除铁以外的任何其他金属。
从产业链上看，铝产业链为铝土矿-氧化铝-电解铝-铝深加工-铝终端需求。按物理性质不同，通常将工业氧化铝分为砂型、中间型和粉型三种。通常我们所说的氧化铝是一种白色结晶性粉末，没有夹杂和团块，熔点2050℃、沸点2980℃、相对密度3.965，具有易吸潮但不潮解、硬度大等特点，它的硬度仅次于金刚石，熔点高、耐酸碱，常用来制作一些轴承，制造磨料、耐火材料。此外，氧化铝还是**的电绝缘体且几乎不溶于水及乙醇等非极性有机溶剂，在弱酸或弱碱中溶解度很小，溶于浓硫酸，缓慢溶于碱液中形成氢氧化物。同时氧化铝有多种变体，其中为人们所熟悉的是α－Al2O3和β－Al2O3。自然界存在的刚玉即属于α-Al2O3。
工业氧化铝的主要化学成分是Al2O3，通常还有少量SiO2、Fe2O3、TiO2、Na2O、MgO、CaO和H2O。国家标准《氧化铝》（GB/T 24487-2022）是2022年10月1日实施的一项国家标准，要求工业氧化铝必须有较高的纯度，杂质含量特别是SiO2应尽可能低。氧化铝按主要化学成分、物理性能分为三个牌号：AO-G、AO-I、AO-2。
氧化铝具有良好的烧结性能转化率，是生产耐热、耐磨、耐腐产品的基本原料。生产1吨氧化铝大概需要2.3吨铝土矿、0.5吨煤炭、0.13吨烧碱和0.25吨石灰。氧化铝成本中，铝土矿占比37%，烧碱占比17%，动力及水占比约17%，三费及其他占比约29%。
在用途上，约95%的氧化铝为冶金级氧化铝，用于生产电解铝，5%的氧化铝用于生产非冶金级氧化铝，包括用于红外军事装置、民用航天、军工、高强度激光、条形扫描仪、耐磨轴承的纤维等电学、光学、化学、生物、吸声、热学等领域以及精细陶瓷。
氧化铝是怎样炼成的呢？由铝土矿制备氧化铝的工艺方法，主要分为拜耳法、拜耳—烧结联合法三种。高品位铝土矿采用拜耳法生产，中低品位铝土矿采用联合法或烧结法生产（烧结法的能耗大约是拜耳法的3倍）。拜耳法是当前氧化铝生产中主要的一种方法，产量可占全球氧化铝生产总量的90%以上。
参考来源：期货日报，2023，《全球氧化铝产业链及供需格局分析 》,上海有色咨询网
氧化铝下游产业
从产业上看，电解铝是氧化铝较大的下游。供给侧改革规定了电解铝产能天花板4500万吨。近年来，氧化铝产能快速扩张，当前供应过剩。2022年电解铝产能较2017年增加约88万吨，氧化铝产能新增约1830万吨，产业集中度较高，中铝、宏桥、信发、锦江、东方希望、博赛、国电产能占全国80%以上。
我国电解铝产量占全球57.2%，消费量占比为58.2%。截至2022年年底，我国电解铝产能4450万吨，产量4003万吨。生产1吨电解铝通常需要1.92吨氧化铝、13500千瓦时电、0.55吨阳极，冰晶石、氟化铝等原料，其中电费和氧化铝是大的成本支出，占比分别达到38%和35%。因此电解铝产能主要集中在电力资源富裕地区，如煤炭资源丰富的内蒙古、新疆等地，西南地区水电资源丰富，吸引电解铝产能转入，新疆、内蒙古、云南电解铝产能占比40.9%，但西南地区枯水期水电资源使用率下滑影响生产。山东地区凭借**的港口、自备电及庞大的铝加工优势，电解铝产能依旧占到全国一。
电解铝深加工集中在山东、河南、广东、江浙等地，占全国铝消费的近60%。加工产品主要包括铝型材、铝板带箔、铝线缆等，终端应用体现在建筑、交通、电力、耐用消费品、机械设备、包装等领域。
参考来源：期货日报，2023，《全球氧化铝产业链及供需格局分析 》,上海有色咨询网
生产过程概述
从产业链上看，铝产业链为铝土矿开采-氧化铝-金属铝（电解）-铝深加工-铝终端需求，本章主要概述氧化铝的主要生产方法：拜耳法，和金属铝的主要生产方法：霍尔-埃鲁电解法。
1. 拜耳法--生产氧化铝
拜耳法（英语：Bayer process）是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程。1887年由奥地利工程师卡尔·约瑟夫·拜耳发明，其基本原理是用浓氢氧化钠溶液将氢氧化铝转化为铝酸钠，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出，剩余的氢氧化钠溶液重新用于处理下一批铝土矿，实现了连续化生产。今日，世界上95%的铝业公司都在使用拜耳法生产氧化铝。
原矿从矿区送往精炼厂。铝土矿经过洗涤和破碎以增加表面积。用热的氢氧化钠（NaOH）溶液溶解铝土矿中含铝的矿物。将没有溶解的固体从“母”液中分离出来，成为“铝土矿尾矿”。NaOH回收重新进入溶出环节。通过加入氧化铝颗粒作为晶种，母液会结晶析出氧化铝。在一系列闪蒸槽中对废液进行加热，然后冷却。剩余的NaOH经过洗涤、回收，重新进入溶出环节。水合氧化铝在1100°C的温度下进行焙烧，除去自由水和结合水，生成固体氧化铝。
（来源：参考维基百科）
2. 霍尔-埃鲁电解法工艺--生产金属铝
霍尔—埃鲁法（英语：Hall–Héroult process，又称霍尔法、郝耳法）是电解氧化铝和冰晶石（主要成分是氟铝酸钠，Na3AlF6）的熔融混合物制取铝的化工过程。于1886年由美国化学家查尔斯·马丁·霍尔和法国化学家保罗·埃鲁各自独立发明。霍尔—埃鲁法和其后的拜耳法的联用大大提高了铝的产量，扩大了铝的应用范围，至今仍然是主要的工业制铝方法。
霍尔-埃鲁法是原铝冶炼的工业方法。强大的电流通过熔融的冰晶石、氧化铝和氟化铝的混合物，获得液态金属铝。电化学还原反应发生在电解槽中。一排排电解槽串联在一起，构成电解槽系列。电解液或者“电解质”是由熔融冰晶石和氟化铝组成的，温度在960–980℃。氧化铝要加入到电解槽内。绝大多数电解铝厂，氧化铝粉是通过一个输送系统，直接加入到电解质中。电流通过电解质，电流强度高可达600KA。还原反应需要巨大的能量，能量则来自发电厂的电能。大的炭块组成电解槽的阳极，传导电流，并与氧化铝中的氧反应生成液态铝。电解槽内衬由炭块砌成，形成电解槽的阴极。电流从阳极炭块通过电解质传到阴极炭块。液态铝沉积在电解槽的底部，定期“抽出”，铸造成固态金属产品。
（来源：参考维基百科）
筛分解决方案
旋振筛，超声波旋振筛，摇摆筛均用于氧化铝、氢氧化铝和铝粉的筛分，根据物料的特性，产量，筛分要求等方案会调整。部分客户案例分享。
1.氧化铝：S49-AC三次元超声旋振筛和S49三次元旋振筛
上个章节我们简单概述了拜耳法生产氧化铝（在此过程中会产生氢氧化铝）和用霍尔-埃鲁法生产金属铝，在这些粉末的加工过程中，筛分是一个非常重要的步骤。伟良在氧化铝粉、氢氧化铝粉和铝粉筛分方面有丰富的经验，并与许多项目进行合作。
筛分氧化铝粉是一个挑战，因为它缺乏流动性，而且颗粒的形状不规则。在传统的筛分机上对氧化铝粉末进行精细筛分是一个非常困难的过程，因为这些机器内部缺乏动能，导致筛分效率比较低。
筛分系统必须满足筛分产量、筛分精度和筛网寿命的严格要求。通过使用伟良三次元旋振筛，与超声波系统相配合，筛分产量和筛分质量将大大提升。
伟良超声波系统的高频振动大大提高了物料的过网效率，改善低密度粉在重力沉降中的平降，滑移效应，改善高密度金属在网口滞留或楔入，改善带静电粉体的粘附效应，从而显著提高筛分产量，在某些情况下是数倍。它还大大减少了筛网的磨损，特别是对磨蚀性的氧化铝而言，这意味着筛网的使用寿命将大大延长。
2.铝粉：S49三次元旋振筛
铝粉被分级为不同大小的颗粒。每个颗粒的大小必须相等，以便获得均匀性，从而为不同应用提供高质量的铝粉产品。
伟良S49三次元旋振筛用于铝粉从粗粉到细粉的分级工作。每个分级的材料都是准确、均匀的，且全密封，没有任何在加工阶段引入的外来杂质。筛分后这些粉末将被包装并送往下游制造商。
3.氢氧化铝：YBS圆形摇摆筛
为了追求更大的产量，伟良做出了一个大胆的决定，在氢氧化铝粉的筛分中使用圆形摇摆筛来替代旋振筛，这也在客户现场被证明是正确的决策。
圆形摇摆筛带转筒刷清网方式在氢氧化铝粉筛分中，无论在精度还是产量上，都发挥不错的效果。摇摆筛是由普通电机传动作基本的回转运动，与人工筛分相类似，使物料在筛网上形成水平、抛掷和斜切的三维翻滚运动，从中心到外缘在整个筛面上均匀分散，从而以螺旋运动往轴向传播，调整摆振体上面的经向角和切向角可改变物料在网面上的运动轨迹， 且根据物料特点和筛分需求可设置不同的模块化筛分，以实现不同物料的筛分效果。
伟良提供免费的物料检测服务和试机服务。请联系我们，获取您的专属定制筛分解决方案。