从铝土矿到铝锭：工业化生产流程解析
铝矿（主要为铝土矿）转化为铝锭的工业化流程复杂且高能耗，主要历经铝土矿提纯制氧化铝（以拜耳法为主）、电解氧化铝制金属铝（霍尔 - 赫鲁特法）、铝液精炼与铸锭三个阶段。
铝土矿含三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石，Al₂O₃含量40%-60%，还存在SiO₂、Fe₂O₃等杂质。拜耳法是制备氧化铝的主流工艺：先将铝土矿破碎至粒径＜1mm ；接着矿浆与NaOH溶液在240 - 270℃、3.5 - 5MPa条件下高压溶出，添加CaO抑制硅溶解；溶出浆液稀释后沉降分离赤泥；冷却母液加氢氧化铝晶种分解出Al(OH)₃；最后1200℃煅烧得到冶金级氧化铝。高硅低品位矿则用碱石灰烧结法。
制备原铝采用霍尔 - 赫鲁特法，使用预焙阳极电解槽，以冰晶石为熔剂、添加AlF₃调节熔点。电解时，阴极Al³⁺得电子生成Al，阳极C与O²⁻反应生成CO₂（实际有副反应生成CO）。工艺参数为电流强度300 - 500 kA 、电流效率92 - 96% 、能耗12,500 - 14,500 kWh/t Al ，阳极消耗约450 kg C/t Al ，需定期更换。生产中产生的含氟气体经干法或湿法处理，每吨铝排放约12 - 14吨CO₂。
铝液精炼时，通入Ar - Cl₂混合气体除杂，用陶瓷泡沫过滤器过滤，按需添加合金元素调整成分。连续铸造采用垂直半连续铸造，冷却速率10 - 100℃/s控制晶粒尺寸。铸锭有25kg重熔用铝锭和500 - 1000kg的T型锭。
技术经济指标上，4 - 5吨铝土矿制2吨氧化铝，进而制1吨铝锭。能耗方面，氧化铝生产占25%，电解占60 - 70%，电力成本占电解环节40 - 50%。
前沿技术方向聚焦于惰性阳极电解和氧化铝直接电解。前者用金属陶瓷等替代碳阳极消除CO₂排放，尚处试验阶段；后者开发低温离子液体电解质体系降低能耗，还在实验室研究。整个流程需遵循质量管理和环境管理标准，未来技术迭代将围绕降碳与资源循环，如赤泥综合利用，以推动铝工业可持续发展。#工业
铝矿（主要为铝土矿）转化为铝锭的工业化流程复杂且高能耗，主要历经铝土矿提纯制氧化铝（以拜耳法为主）、电解氧化铝制金属铝（霍尔 - 赫鲁特法）、铝液精炼与铸锭三个阶段。
铝土矿含三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石，Al₂O₃含量40%-60%，还存在SiO₂、Fe₂O₃等杂质。拜耳法是制备氧化铝的主流工艺：先将铝土矿破碎至粒径＜1mm ；接着矿浆与NaOH溶液在240 - 270℃、3.5 - 5MPa条件下高压溶出，添加CaO抑制硅溶解；溶出浆液稀释后沉降分离赤泥；冷却母液加氢氧化铝晶种分解出Al(OH)₃；最后1200℃煅烧得到冶金级氧化铝。高硅低品位矿则用碱石灰烧结法。
制备原铝采用霍尔 - 赫鲁特法，使用预焙阳极电解槽，以冰晶石为熔剂、添加AlF₃调节熔点。电解时，阴极Al³⁺得电子生成Al，阳极C与O²⁻反应生成CO₂（实际有副反应生成CO）。工艺参数为电流强度300 - 500 kA 、电流效率92 - 96% 、能耗12,500 - 14,500 kWh/t Al ，阳极消耗约450 kg C/t Al ，需定期更换。生产中产生的含氟气体经干法或湿法处理，每吨铝排放约12 - 14吨CO₂。
铝液精炼时，通入Ar - Cl₂混合气体除杂，用陶瓷泡沫过滤器过滤，按需添加合金元素调整成分。连续铸造采用垂直半连续铸造，冷却速率10 - 100℃/s控制晶粒尺寸。铸锭有25kg重熔用铝锭和500 - 1000kg的T型锭。
技术经济指标上，4 - 5吨铝土矿制2吨氧化铝，进而制1吨铝锭。能耗方面，氧化铝生产占25%，电解占60 - 70%，电力成本占电解环节40 - 50%。
前沿技术方向聚焦于惰性阳极电解和氧化铝直接电解。前者用金属陶瓷等替代碳阳极消除CO₂排放，尚处试验阶段；后者开发低温离子液体电解质体系降低能耗，还在实验室研究。整个流程需遵循质量管理和环境管理标准，未来技术迭代将围绕降碳与资源循环，如赤泥综合利用，以推动铝工业可持续发展。#工业
