“2010年到2020年之间,全球铝消费量预计将翻一番,主要驱动力来自中国和新兴市场。为了满足需求的增长,全球铝产量的增长速度要比GDP的增速高出将近一倍,这需要有高质量、低成本的原料供应。”

Tim Reyes
总裁
美国铝业公司

除了能源之外(燃料诸如煤和天然气,蒸汽或电力),在铝生产链的每个环节都有不同的主要原材料参与其中。

拜耳法(氧化铝精炼)

主要的原材料是铝土矿,包括三水铝石(Al(OH)3),一水软铝石(γ-AlO(OH))或一水硬铝石(α-AlO(OH)),氢氧化铝(NaOH)和生石灰(CaO)。这些原料的世界平均消耗量如下:

原材料千克/吨氧化铝
铝土矿~ 3,000
氢氧化钠~ 100
生石灰~ 50

拜耳法生产氧化铝还需要水;全球平均淡水消耗量为2.6m3/吨氧化铝。但是,该工艺要排出大部分(1.2m3)的干净水,因此其“淡水”的平均净消耗量为1.4m3/吨氧化铝。海水的进出量基本是平衡的(平均3.2m3)。

近几年来,由于铝土矿资源品位的下降,每吨氧化铝的铝土矿消耗量有所增加(2005年大约为2.750)。但是,此期间拜耳法的能源效率有所提高,意味着氧化铝工业创新工艺不断出现,成本在不断降低。

霍尔-埃鲁法(铝冶炼)

预焙阳极生产工艺需要煅烧石油焦和液态煤焦油沥青,通过燃料燃烧产生的热量使其形成焙烧阳极。焙烧阳极是铝电解还原过程中的原材料。

焙烧阳极中其余200千克的物质是回收的残阳极,残阳极是铝电解还原过程中的产出物。

原材料千克/吨焙烧阳极
石油焦~ 650
沥青~ 150

氧化铝(Al2O3)、氟化铝(AlF3)和焙烧阳极是电解铝生产的关键原料;其它原料包括电解槽内衬材料(阴极炭块),耐火材料和钢。钢可以回收,重新利用,而不会消耗。阴极炭块和耐火材料在电解槽寿命结束后也可以部分回收。

原材料千克/吨铝
氧化铝~ 2,000
焙烧阳极~ 450
氟化铝< 20
阴极炭块< 10
耐火材料< 10
< 5

原铝铸造也会使用部分铝废料。原铝生产中所需的铝,90%来自电解槽,5%来自铸锭生产过程中产生的废铝,2.5%是外部废铝,大约2%是合金元素。

原铝生产过程中,水的平均消耗量为2.6m3/吨铝锭。大部分的水是用于铝锭铸造过程中,起冷却作用,其中1.2m3的干净水会被排出。也就是说,每吨铝锭的淡水平均净消耗量为1.4m3。