一、氧化铝定义及分类

氧化铝是铝的稳定氧化物，化学式为Al₂O₃，相对密度 3.5克/立方厘米，熔点 2054℃，沸点 2980℃，高温状态下可电离的离子晶体。从物理性质来看，氧化铝为难溶于水的白色固体，外观呈无定形粉末状或砂状，无臭无味、质极硬、易吸潮而不潮解（灼烧过的不吸湿）。从化学性质来看，氧化铝是典型的两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，几乎不溶于水与非极性有机溶剂。

国家标准《氧化铝》是 2022 年 10 月 1 日实施的一项中华人民共和国国家标准，该标准规定了氧化铝的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量证明书及订货单（或合同）内容。该标准适用于由铝土矿、再生氧化铝原料等作为原料生产的、用作熔盐电解法生产金属铝用的氧化铝，也适用于生产刚玉、陶瓷、耐火制品及生产其他氧化铝化学制品用原料的氧化铝。

根据该标准，氧化铝牌号分为三类，分别是 AO-G、AO-1 和 AO-2。

二、氧化铝用途

根据用途不同，氧化铝可分为冶金级氧化铝和非冶金级氧化铝。两者生产工艺无差，但一般非冶金级氧化铝纯度较冶金级氧化铝更高。冶金级氧化铝主要用来生产电解铝，而非冶金级氧化铝主要用于制作刚玉、陶瓷、耐火制品及其他氧化铝制品。其中，冶金级氧化铝产量约占氧化铝总产量的 95-97%。上期所即将上市的氧化铝期货合约的标的物为冶金级氧化铝。

（一）冶金级氧化铝

一般用作生产金属铝原材料的氧化铝被称为冶金级氧化铝。考虑到冶金级氧化铝的质量对金属铝质量、生产能耗、环境保护具有重大影响。因此，要求冶金级氧化铝的粒度较粗且均匀、流动性好、具有良好的吸附能力并易溶于铝电解质中。目前煅烧程度较低的“砂状”氧化铝已成为生产主流，粒度细而煅烧程度高的“面粉状”氧化铝已趋于淘汰。

（二）非冶金级氧化铝

非冶金级氧化铝是重要的无机非金属材料，也是当前世界上重点发展的新材料之一，主要是指除冶金级氧化铝以外的氧化铝和氢氧化铝的差异化产品或延伸产品，也称为精细氧化铝、特种氧化铝、多品种氧化铝或化学品氧化铝。非冶金级氧化铝具有优异的物理化学性能，是一种市场需求较大的关键基础材料，与先进陶瓷、石油催化、无卤阻燃、汽车尾气净化等方面关系密切，其应用领域广、产品品种多、附加值较高。随着经济发展和科技进步，非冶金级氧化铝的应用领域也在不断扩大，新能源、新光源和环保等高新技术领域对其需求量不断增加。

目前非冶金级氧化铝已经细分超过 400 个品种，包括拟薄水铝石、沸石、高纯氧化铝、活性氧化铝、特种氢氧化铝等，在新材料领域和传统领域都有广泛应用。从用途上来看，非冶金级氧化铝可以作为吸附新材料，有效吸附 SO₂、CO₂、氮氧化物、H₂S 等有毒、有害气体，分离空气中的氧气和氮气；也可以作为耐火、耐磨材料，广泛应用于钢铁、铸造、石化、陶瓷、玻璃等行业的高性能耐火材料中；而作为阻燃材料，非冶金级氧化铝可以添加到高分子材料或橡胶中，用于制作电缆材料颗粒，使电缆达到阻燃的效果。此外，非冶金级氧化铝还可以作为催化剂，主要有常温水解催化剂、中温水解催化剂等。

20 世纪 80 年代以来，在铝土矿供应紧张、冶金级氧化铝生产成本增加、生产利润低等因素的影响下，国际上不少冶金级氧化铝生产企业将部分或全部产能转向精细氧化铝生产。据统计，2020年全球精细氧化铝总产量已经达到 775 万吨，其中英国、德国、法国、日本和美国是传统的精细氧化铝生产强国。

自 2010 年来，中国精细氧化铝产量增长迅速。2016 年以后，中国精细氧化铝产量已占世界年产量的 40%以上，成为世界精细氧化铝产量最大的国家。但与国外先进精细氧化铝企业相比，我国精细氧化铝在化学纯度、颗粒形貌、产品稳定性、应用性能等方面需要进一步改善。

三、氧化铝生产工艺

氧化铝生产已有一百余年的发展历史，由于氧化铝具备两性属性，即既可以用碱性溶液也可以用酸性溶液使铝土矿中氧化铝溶出。因此，氧化铝的生产方法大致可分为碱法、酸法、酸碱联合法和热法，但目前在工业上得到应用的只有碱法。

碱法是用工业烧碱或纯碱来处理铝土矿，使铝土矿中氧化铝转变为铝酸钠溶液。铝土矿中铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合物进入残渣（赤泥），将残渣与溶液分离，从净化后的铝酸钠溶液中分解析出氢氧化铝，氢氧化铝与母液分离、洗涤后进行焙烧，从而得到氧化铝产品。根据生产过程的特点，碱法生产氧化铝可以分为拜耳法、烧结法和拜耳-烧结联合法，联合法又包括并联、串联、混联联合法等。但不管采用哪一种生产方法，生产氧化铝的实质始终是为了将铝土矿中氧化铝与杂质分离。

世界上第一种氧化铝工业生产方法是烧结法，首先应用的是碳酸钠烧结法，但该方法只适合处理低硅优质铝土矿，处理高硅铝土矿时容易损失大量氧化铝。之后在碳酸钠烧结法基础上，添加石灰石从而演变出碱石灰烧结法，该法有效地解决了碳酸钠烧结法难以处理的高硅铝土矿问题。

后来随着拜耳法面世后，氧化铝进入了工业规模化生产阶段，目前世界上 95%以上氧化铝都是通过拜耳法生产出来的。经过多年发展，拜耳法由间断连续生产逐渐改进为连续操作，生产设备也逐步实现了大型化、自动化、高效化和节能化。

选择何种氧化铝生产方法主要由铝土矿的性质决定。目前铝土矿主要有三大类，分别是三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石。其中三水铝石中的氧化铝最易溶出，基本采用低温拜耳法生产，国外大部分氧化铝生产都采用低温拜耳法。而我国目前所发现的铝土矿几乎全部为一水硬铝石型铝土矿，是拜耳法溶出性能最差的一种水铝石矿物，因此采购国产铝土矿生产氧化铝基本只能选择高温拜耳法或者烧结法。