1.2　铝产业现状

铝的产业链主要由铝土矿开采、氧化铝提炼、原铝生产和铝材加工四个环节组成，见图1-3。首先是铝土矿开采，再通过对铝土矿溶解、过滤、酸化和灼烧等工序提炼出氧化铝，然后通过电解熔融的方式制备电解铝。电解铝经过重熔提纯后可进一步加工成各种铝材、铝合金以及铝粉等。目前，铝产业链在技术升级中不断延伸，由最初的简单铸造压延挤压向精密加工领域扩展，不断拓展铝应用领域，目前广泛应用在新兴领域如高铁、城市轨道、太阳能板、电动汽车、核电等。最高技术的铝深加工是应用在电子设备、汽车和航空领域的高压电子铝箔、钎焊箔等。

1.2.1　铝土矿资源及分布

铝是地壳中分布最为广泛的元素之一，其平均含量为8.8%（若以Al2O3计，则为16.62%），仅次于氧和硅而位居第三位；就金属元素而言，铝则位居第一位，比铁（约占5.1%）、镁（约占2.1%）和肽（约占0.6%）的总和还多。铝属于亲氧元素，在自然界中多以氧化物、氢氧化物和铝硅酸盐形式存在，极少发现自然铝。自然界已知的含铝矿物有258种，其中常见的矿物约43种，最重要的含铝矿石有铝土矿、明矾石、霞石等。用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿。

一水硬铝石又名水铝石，结构式和分子式分别为AlO（OH）和Al2O3·H2O，斜方晶系，结晶完好者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等。矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Ta2O5等不同量类质同象混入物。水铝石溶于酸和碱，但在常温常压下溶解甚弱，需在高温高压和强酸或强碱浓度下才能完全分解。一水硬铝石形成于酸性介质，与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。其水化可变成三水铝石，脱水可变成α-刚玉。

一水软铝石又名勃姆石、软水铝石，结构式为Al（OH）3，分子式为Al2O3·H2O，斜方晶系，结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O3、Ga2O3等类质同象。一水软铝石可溶于酸和碱。该矿物形成于酸性介质，主要产在沉积铝土矿中，其特征是与菱铁矿共生。它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等替代，脱水可转变成一水硬铝石和α-刚玉，水化可变成三水铝石。

三水铝石又名水铝氧石、氢氧铝石，结构式为Al（OH）3，分子式为Al2O3·3H2O，单斜晶系，结晶完好者呈六角板状、棱镜状，常呈细晶状集合体或双晶。矿石中三水铝石多呈不规则状集合体，均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O3、Ta2O5等类质同象或机械混入物。三水铝石溶于酸和碱，其粉末加热到100℃经2h即可完全溶解。该矿物形成于酸性介质，在风化壳矿床中三水铝石是原生矿物，也是主要矿石矿物，与高岭石、针铁矿、赤铁矿、伊利石等共生。三水铝石脱水可变成一水软铝石、一水硬铝石和α-刚玉。

铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H3O+，五者总量占成分的95%以上，一般>98%；次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质等，微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3主要赋存于铝矿物——一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石中，其次赋存于硅矿物中（主要是高岭石类矿物）。在内生条件下，由于二氧化硅的广泛存在，Al2O3与SiO2常紧密结合成各类铝硅酸矿物，这些矿物一般铝硅比小于1，而工业上对铝矿石一般要求SiO2≥40%，Al/Si>1.8～2.6，因此内生条件下很少形成工业铝矿床。

铝土矿矿石根据其所含的主要含铝矿物分为：三水铝石型、一水软铝石型和一水硬铝石型。国外铝土矿矿石主要是三水铝石型，次为一水软铝石型，而一水硬铝石型铝土矿极少。但我国则主要是一水硬铝石型铝土矿，三水铝石型铝土矿极少。

1.2.1.1　世界铝土矿资源分布情况

世界铝土矿资源比较丰富，美国地质调查局（United States Geological Survey，USGS）2015年数据显示，世界铝土矿资源量为550亿～750亿吨。世界铝土矿已探明储量约为280亿吨，主要分布在非洲（32%）、大洋洲（23%）、南美及加勒比海地区（21%）、亚洲（18%）及其他地区（6%）。从国家分布来看，铝土矿主要分布在几内亚、澳大利亚、巴西、中国、希腊、圭亚那、印度、印度尼西亚、牙买加、哈萨克斯坦、俄罗斯、苏里南、委内瑞拉、越南及其他国家。其中，几内亚（已探明铝土矿储量74亿吨）、澳大利亚（已探明铝土矿储量65亿吨）和巴西（已探明铝土矿出储量26亿吨）三国已探明储量约占全球铝土矿已探明总储量的60%，具体见表1-3。

1.2.1.2　我国铝土矿资源分布情况

我国国土资源部发布的《2015年中国国土资源公告》显示，截至2015年，我国铝土矿查明资源储量为43.4亿吨。我国铝矿、铝矾土资源储量分布较为集中，主要分布在山西、贵州、广西和河南四省，共计90.9%；其余拥有铝土矿的15个省、自治区、直辖市的储量合计仅占全国总储量的9.1%，见图1-4。我国铝土矿除分布集中外，以大、中型矿床居多。储量大于2000万吨的大型矿床共有31个，其拥有的储量占全国总储量的49%；储量在500万～2000万吨之间的中型矿床共有83个，其拥有的储量占全国总储量的37%，大、中型矿床合计占到了86%。

山西的铝土矿床（点）主要分布在孝义、交口、汾阳、阳泉、盂县、宁武、原平、兴县、保德、平陆等5大片42个县境内，面积约6.7万平方公里，探明铝土矿储量居全国第一，该区的资源总量估计可达20亿吨。

河南的铝土矿集中分布在黄河以南、京广线以西的巩县、登封、偃师、新安、三门峡、陕县、宝丰、鲁山、临汝、禹县等3大片10多个县境内，面积3万多平方公里，探明铝土矿储量居全国第2位，预测资源总量可达10亿吨。

贵州的铝土矿床主要分布在“黔中隆起”南北两侧的遵义、息峰、开阳、瓮安、正安、道真、修文、清镇、贵阳、平坝、织金、苟江、黄平等十几个县内，面积2400km2，探明铝土矿储量居全国第3位，预测资源总量逾10亿吨。

广西的铝土矿集中分布在平果、田东、田阳、德保、靖西、桂县、那坡、果化、隆安、邕宁、崇左等县境内，探明铝土矿储量居全国第4位，预测铝土矿储量在8亿吨以上。

山东的铝土矿主要分布在淄博、新泰、洪山等县境内，其探明铝土矿储量占全国总储量的3%。

此外，在海南、广东、福建、云南、江西、湖北、湖南、陕西、四川、新疆、宁夏、河北等省（区），也有铝土矿矿床产出。

1.2.1.3　我国铝土矿资源特点

我国铝土矿的质量相对比较差，加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98%以上。在保有储量中，一级矿石（Al2O3 60%～70%，Al/Si≥12）只占1.5%，二级矿石（Al2O3 51%～71%，Al/Si≥9）占17%，三级矿石（Al2O3 62%～69%，Al/Si≥7）占11.3%，四级矿石（Al2O3>62%，Al/Si≥5）占27.9%，五级矿石（Al2O3>58%，Al/Si≥4）占18%，六级矿石（Al2O3>54%，Al/Si≥3）占8.3%，七级矿石（Al2O3>48%，Al/Si≥6）占1.5%，其余为品级不明的矿石。

我国铝土矿的另一个不利因素是适合露采的铝土矿矿床不多，据统计只占全国总储量的34%。与国外红土型铝土矿不同的是，我国古风化壳型铝土矿常共生或伴生有多种矿产。

总体上说，铝土矿资源的保障程度差是制约我国氧化铝工业快速发展的重要原因。据最近资料显示，按人均占有铝土矿资源储量计算，我国仅有400kg（而世界平均水平为4000kg），只相当于世界人均的10%。根据需求预测，未来的20年我国累计铝消费将达到1.7亿吨，未来30年将达到3.3亿吨，如果这些消费全由国内供矿，现有储量和基础储量将无法满足未来20年的需要。

1.2.2　铝产量与产能

1.2.2.1　全球铝产量

美国地质调查局2015年数据显示，2013年全球铝总产量为4760万吨，2014年为4930万吨；2013年全球铝总产能为6290万吨，2014年为6370万吨。见表1-4。中国铝产量及产能居全球第一（产量占全球总量的47%左右，产能占全球总量的51%左右），其次为俄罗斯和加拿大。

1.2.2.2　我国原铝产量

随着社会经济的快速发展，我国已成为世界上最大的原铝（电解铝）生产国和消费国，图1-5给出了2008～2014年中国的原铝产量变化情况。整体上说，原铝消耗量受经济环境及国家政策的影响，增速呈现出与产量同样的变化趋势。2008年受金融危机影响，中国原铝的产能利用率下降，产量增长下降。受到2009年国家投资需求的拉动，2010年闲置产能纷纷复产，产量也大幅增长24.4%。近两年，在节能减排的大背景下，国家对电解铝行业实施限电限产政策，原铝产量增速有所放缓，2012年产量达到1975万吨，同比增长11%，占全球总产量的44.3%。

2014年1～12月中国共生产原铝2438万吨，同比增长7.7%。铝材产量为4846万吨，增长18.6%。其中新疆原铝产量最高，为427万吨，其次为河南和山东，分别为338万吨和284万吨。2014年我国各地区原铝产量详情见图1-6。

1.2.3　铝的使用量

原铝经过加工，制成铝加工材，应用于下游各行各业。目前，在金属材料的应用中，铝材仅次于钢材而位居第二位，广泛应用于机械制造、交通、建材、航空航天、军事国防及食品包装等各个领域。据中国有色网统计，2014年，全世界的铝消费量（原铝和再生铝）约5485万吨，而铝材的消费量达3000万吨以上，其中，用于交通运输（包括铁道车辆、汽车、摩托车、汽艇等）的铝材约占36%以上，用于建筑工业的铝材约占21%，用于包装工业的铝材约占20%，而用于军需工业的铝材已下降到了3%以下。

中国是全球最大的铝消费国，近年来，随着经济的快速发展，中国的原铝消费量逐年增加，见图1-7。2003年中国的原铝消费量为550万吨，其中铝材约为350万吨；到2013年年底，中国原铝消费量已达2200万吨，约占全球总消费量的45.0%。在各领域用铝量上，国内房屋建筑占比约38.5%，交通运输约占16.6%，电力电子约占16.2%，耐用消费品约占14.5%，房地产、交通运输和电力电子成为铝消费的最主要领域，合计约占全部消费量的71.0%，见图1-8。