拜耳法：氧化铝生产的节能新趋势

拜耳法：氧化铝生产的节能新趋势

氧化铝作为电解铝生产的关键原料，在全球铝工业中占据重要地位。据统计，全球约95%的氧化铝是通过拜耳法生产的。这种工艺不仅流程简单、投资省，而且能耗较低，每吨氧化铝的能耗最低可达3×106千卡，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。

拜耳法的基本原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净，并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。

近年来，随着环保要求的不断提高和资源约束的日益加剧，氧化铝生产企业纷纷加大技术创新力度，推动拜耳法工艺不断优化升级。改良拜耳法通过数次的脱硅、脱铁、分解等工序制备出高纯氧化铝，制备流程如下：

铝酸钠溶液→脱硅→除铁→水解→高纯度氢氧化铝→高温煅烧→研磨→高纯度氧化铝

此工艺的主要杂质来源于纯度不足的铝酸钠溶液，因此能否控制铝酸钠的纯度是改良拜耳法的关键步骤之一。为此，可以在铝酸钠溶液中添加净化剂，使净化剂与铝酸钠溶液中的杂质形成化合物，再进行脱离。如将钡盐作为脱杂净化剂对铝酸钠溶液进行深度净化，从而将硅离子、铁离子、磷离子、钛离子和钒离子及其它有机物杂质从铝酸钠溶液中去除。为了使钡离子能够从铝酸钠溶液中脱离，在对铝酸钠溶液进行纯化的过程中加入生石灰和脱硅剂，之后通过草酸将带入的钙离子进行脱除。

脱钠是改良拜耳法的另一个关键步骤。比较有效的将钠离子去除的方法有两种，第一种是将脱钠剂在氢氧化铝水热转相过程中进行添加，另一种是将矿化剂在氢氧化铝进行焙烧时加入。

改良拜耳法制备高纯氧化铝的优势是：原料来源广，生产成本低。但相对于其它方法来说，改良拜耳法生产工艺比较复杂，生产效率和产品纯度还较低且在烧结过程中又需要比较高的温度。因此，以改良拜耳法制备高纯氧化铝实现高质量、高产量的规模化生产是目前研究热点。

2025年，氧化铝行业的供需紧张局面有望得到缓解，市场格局将发生显著变化。2024年，全球氧化铝市场表现强劲，主要受原材料供应能力受限的影响。全球铝土矿资源丰富，但分布相对集中。据USGS数据统计，2023年全球铝土矿储量为300亿吨，其中几内亚占全球总量的25%，越南占19%，澳大利亚占12%，而中国储量仅占2%。从产量来看，全球铝土矿产量由2014年的2.6亿吨增长至2023年的4亿吨，年复合增速达5.1%。2023年，澳大利亚、几内亚和中国分别占全球铝土矿产量的25%、24%和23%。

然而，中国铝土矿开发难度逐渐加大，受环保政策趋严和品位下降等因素影响，2024年释放不及预期。几内亚铝土矿出口波动较大，澳大利亚则因天然气爆炸等突发事件影响出口。整体来看，2024年国内外铝土矿供不应求，推高了氧化铝价格。

展望2025年，国内铝土矿开采难度依旧较大，铝土矿增量或主要来源于几内亚。据SMM预测，2025年全球铝土矿增量为3100万吨，其中几内亚贡献2400万吨，但考虑到季节性影响及突发事件扰动，铝土矿增量释放可能不及预期。

此外，2025年国内新增氧化铝产能有望达到1120万吨，大部分产能将在第一季度和第二季度释放，届时对氧化铝价格产生一定冲击，价格或开始回落，利润或向电解铝企业转移。因此，需关注氧化铝新建项目的投产时间及铝土矿供应情况。

全球电解铝生产增速放缓，但绿色发展带动了长期需求。据IAI数据显示，全球铝产量由2010年的4235万吨增长至2023年的7072万吨，年复合增速为4%。其中，中国以铝产量4166.6万吨成为全球第一大铝生产国，占全球铝总产量的59%。由于2024年第四季度云南地区可能不限产，国内铝产能利用率持续提高，导致全球铝产量创历史新高。

展望2025年，国内受产能天花板限制，铝增量有限，而海外受成本压力较高及能源问题影响，产能增速较慢，预计新增近210万吨。从下游需求来看，未来绿色发展带动电解铝长期需求，主要关注新能源汽车、光伏、电力等需求释放。

新能源汽车方面，随着全球对环境保护的重视，新能源汽车市场需求持续增长。电解铝作为新能源汽车的重要材料，其需求量也将随之增加。光伏行业方面，光伏发电作为清洁能源的重要组成部分，其装机容量的增加也将带动电解铝的需求。电力行业方面，特高压输电线路的建设需要大量的电解铝，未来几年电力行业对电解铝的需求也将稳步增长。

2024年，氧化铝利润创历史新高，受利润高涨影响，国内氧化铝开工率快速提升，行业平均利润增长至2473元/吨，较去年同期增长941%。然而，2025年氧化铝价格中枢存在下移风险，氧化铝利润或逐步向电解铝企业转移。

根据SMM统计，2025年国内新增氧化铝产能或为1120万吨，大部分产能将在第一季度和第二季度释放，届时对氧化铝价格产生一定冲击，价格或开始回落。氧化铝利润或向电解铝企业进行转移，需关注氧化铝新建项目投产时间及铝土矿供应情况。

此外，全球电解铝生产增速放缓，但绿色发展带动电解铝长期需求。未来几年，新能源汽车、光伏发电和特高压输电线路的建设将带动电解铝需求的增长。尽管2025年氧化铝价格可能回落，但电解铝企业的利润有望增加。

总体来看，2025年氧化铝行业供需紧张局面有望缓解，利润或逐渐向电解铝企业转移。全球电解铝生产增速放缓，但绿色发展带动长期需求，未来几年新能源汽车、光伏发电和特高压输电线路的建设将带动电解铝需求的增长。需关注氧化铝新建项目的投产时间及铝土矿供应情况，以应对可能出现的供需错配情况。