氧化鋁是一種無機(jī)物，化學(xué)式Al2O3。是一種高硬度的化合物，熔點為2054℃，沸點為2980℃，在高溫下可電離的離子晶體，常用于制造耐火材料。

　　工業(yè)氧化鋁是由鋁礬土(Al2O3·3H2O)和硬水鋁石制備的，對于純度要求高的Al2O3，一般用化學(xué)方法制備。Al2O3有許多同質(zhì)異晶體，已知的有10多種，主要有3種晶型，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)也不同，在1300℃以上的高溫時幾乎完全轉(zhuǎn)化為α-Al2O3。

　　氧化鋁是鋁的穩(wěn)定氧化物，化學(xué)式為Al2O3。在礦業(yè)、制陶業(yè)和材料科學(xué)上又被稱為礬土。

　　性狀：難溶于水的白色固體，無臭、無味、質(zhì)極硬，易吸潮而不潮解(灼燒過的不吸濕)。氧化鋁是典型的兩性氧化物，(剛玉是α形屬于六方最密堆積，是惰性化合物，微溶于酸堿耐腐蝕[1])，能溶于無機(jī)酸和堿性溶液中，幾乎不溶于水及非極性有機(jī)溶劑;相對密度(d204)4.0;熔點2050℃。

　　儲存：密封干燥保存。

　　用途：用作分析試劑、有機(jī)溶劑的脫水、吸附劑、有機(jī)反應(yīng)催化劑、研磨劑、拋光劑、冶煉鋁的原料、耐火材料。

　　氧化鋁含有元素鋁和氧。若將鋁礬土原料經(jīng)過化學(xué)處理，除去硅、鐵、鈦等的氧化物而制得的產(chǎn)物是純度很高的氧化鋁原料，Al2O3含量一般在99%以上。礦相是由40%～76%的γ- Al2O3和24%～60%的α- Al2O3組成。γ- Al2O3于950～1200℃可轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;- Al2O3，同時發(fā)生顯著的體積收縮。

　　數(shù)據(jù)顯示中國是全球最大的氧化鋁生產(chǎn)國，2010年全球氧化鋁產(chǎn)量為5635.50萬噸，中國氧化鋁產(chǎn)量達(dá)2895.50萬噸，同比增長20.14%，占全球比重為51.38%。2010年中國氧化鋁表觀消費量達(dá)到了3321萬噸，年增長率為14.05%，凈進(jìn)口426萬噸，鋁土礦進(jìn)口量達(dá)3019萬噸，對外依存度為39.71%，氧化鋁對外依存度達(dá)47.26%。

　　隨著我國電解鋁、陶瓷、醫(yī)藥、電子、機(jī)械等行業(yè)的快速發(fā)展，市場對氧化鋁需求量仍有較大的增長空間，氧化鋁產(chǎn)量將會不斷增長。結(jié)合2005-2010年中國氧化鋁產(chǎn)量數(shù)據(jù)，預(yù)計2011年中國氧化鋁產(chǎn)量將達(dá)到3300萬噸，增長率為14%，2012年將在2011年的基礎(chǔ)上繼續(xù)增長，產(chǎn)量將超過3800萬噸。

　　另外，鑒于中國的在建施工面積按年計持續(xù)大幅增長，且由于不斷推行城鎮(zhèn)化，未來鋁業(yè)前景非常樂觀。預(yù)計2011年中國氧化鋁需求同比增長15%至3819萬噸，2012年氧化鋁需求將達(dá)到4200萬噸，同比增長10%。

　　中國具有較豐富的鋁土礦資源，迄今已探明保守儲量23億噸，位居世界第4，具備發(fā)展氧化鋁工業(yè)的資源條件。據(jù)2004年以來的不完全統(tǒng)計，國內(nèi)已公布的氧化鋁投資項目達(dá)27個，測算總規(guī)模達(dá)1604.1萬噸。即使不考慮利用國外鋁土礦資源和到海外投資辦廠的項目，總規(guī)模也達(dá)到2814.1萬噸。2006年底，中鋁公司氧化鋁生產(chǎn)952萬噸，除已公布在建的氧化鋁規(guī)模外，全國還有擬建氧化鋁總規(guī)模1992萬噸接近國外所有擬建(擴(kuò)建)氧化鋁項目的總和。氧化鋁工業(yè)的迅速發(fā)展不同于以往的低水平重復(fù)建設(shè)，而是上規(guī)模、高水平，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，極大地提升了中國氧化鋁工業(yè)整體水平和競爭力。但是，如果這種投資熱繼續(xù)無序膨脹，勢必造成產(chǎn)品相對過剩。

　　中國氧化鋁企業(yè)達(dá)40多家，已建和在建產(chǎn)能達(dá)4350多萬噸/年，其中處理國內(nèi)鋁土礦的產(chǎn)能為3250萬噸/年。2010年全國氧化鋁產(chǎn)量2896萬噸，是世界第一大氧化鋁生產(chǎn)國。

　　投資氧化鋁工業(yè)的風(fēng)險性與電解鋁等其他行業(yè)在以下方面又有所不同：

　　工藝技術(shù)相對復(fù)雜

　　通常情況下，項目從設(shè)計，開工到形成產(chǎn)能需要2～3年時間左右的時間，投入高，風(fēng)險較高。

　　市場價格跌宕起伏

　　而供求雙方的信息不對稱又進(jìn)一步加劇了氧化鋁價格起伏不定的局勢，進(jìn)而將影響氧化鋁項目的投資收益。

　　需要許多技術(shù)工人

　　在項目試車、投產(chǎn)和日后生產(chǎn)組織管理等方面，需要一大批精通氧化鋁工藝技術(shù)和具有實踐經(jīng)驗的老專家和技術(shù)工人。

　　對資源能源的依賴度

　　隨著國內(nèi)外資源競爭日趨激烈，適合氧化鋁工業(yè)發(fā)展的優(yōu)質(zhì)資源日漸稀缺，投資氧化鋁工業(yè)必須考慮項目的經(jīng)濟(jì)服務(wù)年限。

　　建議

　　針對氧化鋁工業(yè)發(fā)展迅速，避免電解鋁行業(yè)所出現(xiàn)的無序膨脹問題，有以下5點建議：

　　控制氧化鋁建設(shè)總規(guī)模

　　氧化鋁工業(yè)是資源、資金、技術(shù)密集型原材料產(chǎn)業(yè)，因生產(chǎn)過程中要產(chǎn)生大量的尾礦和赤泥(至今未有較好的處理辦法添加到水泥原料中，產(chǎn)品也只能用于工業(yè))，對環(huán)境的影響非常大，鋁土礦作為不可再生資源， 其保障程度直接制約著一個地區(qū)氧化鋁工業(yè)的總量與生存周期。因此，各級政府和有關(guān)部門，必須準(zhǔn)確把握氧化鋁工業(yè)的發(fā)展形勢，資源與環(huán)境制約狀況和基本規(guī)律，按照總量控制的要求，嚴(yán)格控制新建氧化鋁項目，堅決制止盲目發(fā)展和低水平重復(fù)建設(shè)，努力實現(xiàn)氧化鋁工業(yè)發(fā)展與資源充分利用，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境相統(tǒng)一。

　　優(yōu)化氧化鋁工業(yè)布局

　　礦產(chǎn)資源主管部門要對鋁土礦存量資源進(jìn)行全面核查，推進(jìn)鋁土礦資源勘查工作，在資源儲量有較大幅度提高的情況下，發(fā)展計劃部門視情況增加布點或同意擴(kuò)大布點內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)模。對未經(jīng)同意在規(guī)劃布點外擬建氧化鋁項目，省環(huán)境保護(hù)部門不予安排環(huán)保評價，擅自建設(shè)的必須停止。未經(jīng)同意不在規(guī)劃布局內(nèi)建設(shè)的氧化鋁項目以及自備電廠，將實行懲罰性電價。

　　嚴(yán)格發(fā)展的經(jīng)濟(jì)規(guī)模

　　新建氧化鋁項目必須采用國內(nèi)研究開發(fā)的選礦?D拜耳法工藝并同步建設(shè)選礦廠。嚴(yán)禁采用燒結(jié)法、混聯(lián)法等落后工藝的氧化鋁項目上馬。新建氧化鋁項目的單線規(guī)模應(yīng)達(dá)到30萬噸以上，單線達(dá)不到30萬噸合理經(jīng)濟(jì)規(guī)模的氧化鋁項目一律不準(zhǔn)建設(shè)。已建工藝落后，造成污染的小氧化鋁廠要限期轉(zhuǎn)產(chǎn)或關(guān)閉。

　　優(yōu)化資源配置

　　按照《礦產(chǎn)資源法》，由礦產(chǎn)資源管理部門對鋁土礦資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，未經(jīng)礦產(chǎn)資源主管部門批準(zhǔn)，各地不得自行批準(zhǔn)開采鋁土礦。對違規(guī)批準(zhǔn)和擅自開采鋁土礦的，一經(jīng)查實，要追究有關(guān)人員的責(zé)任。加強(qiáng)對礦權(quán)設(shè)置管理與資源的平衡，優(yōu)化資源配置。由礦產(chǎn)資源主管部門在對鋁土礦資源進(jìn)行全面核查，系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，對鋁土礦資源和礦業(yè)權(quán)設(shè)置進(jìn)行合理規(guī)劃，綜合平衡。布點內(nèi)企業(yè)要根據(jù)建設(shè)規(guī)模及合理的生產(chǎn)周期，在項目建成投產(chǎn)前必須落實滿足5～10年生產(chǎn)需求的鋁土礦資源，并同步建設(shè)采用選礦?D拜耳法工藝的選礦廠。

　　選礦拜耳法生產(chǎn)氧化鋁

　　選礦拜耳法與國內(nèi)現(xiàn)行的主要生產(chǎn)方法比較，建設(shè)投資節(jié)省15%～20%，生產(chǎn)成本降低10%，能耗降低 50%。采用選礦拜耳法處理高品位鋁土礦(A/S=10以上)與常規(guī)拜耳法廠比較，工藝流程相似，其各項主要生產(chǎn)能耗指標(biāo)基本相當(dāng)。因此，采用選礦拜耳法生產(chǎn)氧化鋁，處理中國中等品位一水硬鋁石型鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，是解決中國氧化鋁工業(yè)發(fā)展的重要途徑。

　　整體看來，2005年中國鋁及其化合物工業(yè)發(fā)展問題不少。電解鋁行業(yè)的投資建設(shè)在2004年的宏觀調(diào)控中受到了抑制，但鋁工業(yè)的投資熱點又轉(zhuǎn)向了產(chǎn)業(yè)鏈的上下游D氧化鋁和鋁加工業(yè)。

　　總述

　　紅寶石、藍(lán)寶石的主成份皆為氧化鋁，因為其它雜質(zhì)而呈現(xiàn)不同的色澤，藍(lán)寶石則含有氧化鐵和氧化鈦而呈藍(lán)色。

　?、?在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中，氧化鋁的含量最高。工業(yè)上，鐵鋁氧石經(jīng)由Bayer process純化為氧化鋁，再由Hall-Heroult process轉(zhuǎn)變?yōu)殇X金屬。

　　⒊ 鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露于空氣中鋁表面。

　?、?鋁為電和熱的良導(dǎo)體。氧化鋁的晶體形態(tài)因為硬度高，適合用作研磨材料及切割工具。

　?、?氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。

　?、?2004年8月，在美國3M公司任職的科學(xué)家開發(fā)出以鋁及稀土元素化合成的合金制造出稱為transparent alumina的強(qiáng)化玻璃。

　　資料：剛玉粉硬度大可用作磨料，拋光粉，高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁，稱人造剛玉或人造寶石，可制機(jī)械軸承或鐘表中的鉆石。氧化鋁也用作高溫耐火材料，制耐火磚、坩堝、瓷器、人造寶石等，氧化鋁也是煉鋁的原料。煅燒氫氧化鋁可制得γ-。γ-Al?O?具有強(qiáng)吸附力和催化活性，可做吸附劑和催化劑。剛玉主要成分α-Al?O?。桶狀或錐狀的三方晶體。有玻璃光澤或金剛光澤。密度為3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔點2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和堿。耐高溫。無色透明者稱白玉，含微量三價鉻的顯紅色稱紅寶石;含二價鐵、三價鐵或四價鈦的顯藍(lán)色稱藍(lán)寶石;含少量四氧化三鐵的顯暗灰色、暗黑色稱剛玉粉?？捎米鼍軆x器的軸承，鐘表的鉆石、砂輪、拋光劑、耐火材料和電的絕緣體。色彩艷麗的可做裝飾用寶石。人造紅寶石單晶可制激光器的材料。除天然礦產(chǎn)外，可用氫氧焰熔化氫氧化鋁制取。

　　氧化鋁化學(xué)式Al?O?，分子量101.96。礬土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常見的是α-Al?O?和γ-Al?O?。自然界中的剛玉為α-Al?O?，六方緊密堆積晶體，α-Al?O?的熔點2015±15℃，密度3.965g/cm3，硬度8.8，不溶于水、酸或堿。γ-Al?O?屬立方緊密堆積晶體，不溶于水，但能溶于酸和堿。

　　媒介物

　　氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。

　　制造強(qiáng)化玻璃

　　資料：剛玉粉硬度大可用作磨料，拋光粉，高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁，稱人造剛玉或人造寶石，可制機(jī)械軸承或鐘表中的鉆石。氧化鋁也用作高溫耐火材料，制耐火磚、坩堝、瓷器、人造寶石等，氧化鋁也是煉鋁的原料。煅燒氫氧化鋁可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有強(qiáng)吸附力和催化活性，可做吸附劑和催化劑。剛玉主要成分α-Al2O3。桶狀或錐狀的三方晶體。有玻璃光澤或金剛光澤。密度為3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔點2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和堿。耐高溫。無色透明者稱白玉，含微量三價鉻的顯紅色稱紅寶石;含二價鐵、三價鐵或四價鈦的顯藍(lán)色稱藍(lán)寶石;含少量四氧化三鐵的顯暗灰色、暗黑色稱剛玉粉?？捎米鼍軆x器的軸承，鐘表的鉆石、砂輪、拋光劑、耐火材料和電的絕緣體。色彩艷麗的可做裝飾用寶石。人造紅寶石單晶可制激光器的材料。除天然礦產(chǎn)外，可用氫氧焰熔化氫氧化鋁制取。

　　氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純凈的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層薄的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露于空氣中鋁表面。這層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續(xù)氧化。氧化物薄膜的厚度和性質(zhì)都能通過一種稱為陽極處理(陽極防腐)的處理過程得到加強(qiáng)。

　　鋁土礦

　　(Al2O3·H?O和Al2O3·3H?O)是鋁在自然界存在的主要礦物，將其粉碎后用高溫氫氧化鈉溶液浸漬，獲得偏鋁酸鈉溶液;過濾去掉殘渣，將濾液降溫并加入氫氧化鋁晶體，經(jīng)長時間攪拌，鋁酸鈉溶液會分解析出氫氧化鋁沉淀;將沉淀分離出來洗凈，再在950-1200℃的溫度下煅燒，就得到α型氧化鋁粉末，母液可循環(huán)利用.此法由奧地利科學(xué)家拜耳(K.J.Bayer)在1888年發(fā)明，時至今日仍是工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，人稱“拜耳法”.

　　α型氧化鋁

　　在α型氧化鋁的晶格中，氧離子為六方緊密堆積，Al3+對稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心，晶格能很大，故熔點、沸點很高.α型氧化鋁不溶于水和酸，工業(yè)上也稱鋁氧，是制金屬鋁的基本原料;也用于制各種耐火磚、耐火坩堝、耐火管、耐高溫實驗儀器;還可作研磨劑、阻燃劑、填充料等;高純的α型氧化鋁還是生產(chǎn)人造剛玉、人造紅寶石和藍(lán)寶石的原料;還用于生產(chǎn)現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的板基.

　　γ型氧化鋁

　　γ型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150℃的低溫環(huán)境下脫水制得，工業(yè)上也叫活性氧化鋁、鋁膠。其結(jié)構(gòu)中氧離子近似為立方面心緊密堆積，Al3+不規(guī)則地分布在由氧離子圍成的八面體和四面體空隙之中。γ型氧化鋁不溶于水，能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液，將它加熱至1200℃就全部轉(zhuǎn)化為α型氧化鋁.γ型氧化鋁是一種多孔性物質(zhì)，每克的內(nèi)表面積高達(dá)數(shù)百平方米，活性高吸附能力強(qiáng)。工業(yè)品常為無色或微帶粉紅的圓柱型顆粒，耐壓性好.在石油煉制和石油化工中是常用的吸附劑、催化劑和催化劑載體;在工業(yè)上是變壓器油、透平油的脫酸劑，還用于色層分析;在實驗室是中性強(qiáng)干燥劑，其干燥能力不亞于五氧化二磷，使用后在175℃以下加熱6-8h還能再生重復(fù)使用。

　　世界上用拜耳法生產(chǎn)的氧化鋁要占到總產(chǎn)量的90%以上，氧化鋁大部分用于制金屬鋁，用作其它用途的不到10%。

　　電解氧化鋁

　　工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)電解鋁的主要工藝過程是一個熔鹽電化學(xué)過程，用簡單的化學(xué)式可表示如下：

　　熔鹽電解

　　主反應(yīng)：Al?O?+2C ——————→ 2Al+CO?↑+CO↑ ⑴

　　陽極 960～990℃陰極

　　副反應(yīng)：AlF?+C→Al+CF? ⑵

　　3NaFAlF?+C →Al+NaF+CF?+F? ⑶

　　NaF+C → Na+CF? ⑷

　　β型氧化鋁

　　還有一種β-Al?O?，它有離子傳導(dǎo)能力(允許Na通過)，以β-鋁礬土為電解質(zhì)制成鈉-硫蓄電池。由于這種蓄電池單位重量的蓄電量大，能進(jìn)行大電流放電，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。這種電池負(fù)極為熔融鈉，正極為多硫化鈉(Na?Sx)，電解質(zhì)為β-鋁礬土(鈉離子導(dǎo)體)

　　這種蓄電池使用溫度范圍可達(dá)620～680K，其蓄電量為鉛蓄電池蓄電量的3～5倍。用β-Al?O?陶瓷做電解食鹽水的隔膜生產(chǎn)燒堿，有產(chǎn)品純度高，公害小的特點。

　　磨料氧化鋁

　　氧化鋁適用于多種干濕處理工藝，可將任何工件的粗糙表面打磨精細(xì)，是最經(jīng)濟(jì)實惠的磨料之一。這種尖銳有菱角的人工合成磨料具有僅次于金剛石的硬度，尤其適合對鐵質(zhì)污染有嚴(yán)格要求時使用。用于最粗糙的切割，也可制成卵石形對尺寸精密的工件進(jìn)行處理，來達(dá)到極低的粗糙度。由于它的高密度、尖銳、菱 角結(jié)構(gòu)，因此它是最快速的切割磨料之一。

　　氧化鋁通過電熔高質(zhì)礬土礦來制造棕剛玉的，而高質(zhì)鋁酸鹽用來生產(chǎn)粉剛玉和白剛玉。它們的天然晶體結(jié)構(gòu)使其硬度高，切割性能快。同時它們經(jīng)常用作固結(jié)磨具和涂附磨具的原料。

　　氧化鋁可多次循環(huán)利用，循環(huán)次數(shù)和材料等級及具體工藝過程有關(guān)，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)磨料噴砂設(shè)備均可使用。

　　適用工業(yè)范圍：航空航天業(yè)、汽車業(yè)、消費品加工、鑄造/壓鑄、OEM分銷商、半導(dǎo)體工業(yè)等不同領(lǐng)域。

　　適用工藝范圍：表面電鍍、油漆，上釉和涂裝聚四氟乙烯前的預(yù)處理;鋁和合金制品去毛刺，去鍋垢;模具清理;金屬噴砂前預(yù)處理;干磨和濕磨;精密光學(xué)折射;礦物質(zhì)，金屬，玻璃和晶體的研磨;玻璃雕刻和油漆添加劑。

　　活性氧化鋁

　　技術(shù)指標(biāo)

　　活性氧化鋁外觀：活性氧化鋁為白色球狀多孔性顆粒，粒度均勻，表面光滑，機(jī)械強(qiáng)度大，吸濕性強(qiáng)，吸水后不脹不裂保持原狀，無毒、無臭、不溶于水、乙醇，對氟有很強(qiáng)的吸附性，主要用于高氟地區(qū)飲用水的除氟。

　　活性氧化鋁對氣體、水蒸氣和某些液體的水分有選擇吸附本領(lǐng)。吸附飽和后可在約175-315℃加熱除去水而復(fù)活。吸附和復(fù)活可進(jìn)行多次。除用作干燥劑外，還可從污染的氧、氫、二氧化碳、天然氣等中吸附潤滑油的蒸氣。并可用作催化劑和催化劑載體和色層分析載體。

　　活性氧化鋁在一定的操作條件和再生條件下，該產(chǎn)品的干燥深度高達(dá)露點溫度-70度以下。[1]

　　陶瓷作用

　　氧化鋁分為煅燒氧化鋁和普通工業(yè)氧化鋁，煅燒氧化鋁是生產(chǎn)仿古磚的必備原料，而工業(yè)氧化鋁則可用于生產(chǎn)微晶石，在傳統(tǒng)釉料中，氧化鋁常用作增白。由于仿古磚和微晶石受到了市場青睞，氧化鋁的用量也是逐年增長。

　　因此，氧化鋁陶瓷在陶瓷行業(yè)中應(yīng)運而生--氧化鋁陶瓷是一種以Al?O?為主要原料,以剛玉為主晶相的陶瓷材料.因其具有機(jī)械強(qiáng)度高,硬度大,高頻介電損耗小,高溫絕緣電阻高,耐化學(xué)腐蝕性和導(dǎo)熱性良好等優(yōu)良綜合技術(shù)性能等優(yōu)勢。

　　山東埃爾派粉體科技有限公司的多種設(shè)備能夠滿足氧化鋁的超微粉碎，以及粉體分級工藝。MQW10流化床氣流粉碎機(jī)、MQP03圓盤式氣流粉碎機(jī)、CSM450-H空氣分級磨、FW280臥式氣流分級機(jī)等設(shè)備均通過埃爾派粉體實驗，均能實現(xiàn)對氧化鋁的超微粉碎分級。

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