【中國幕墻網(wǎng)】
鋁在生產(chǎn)過程中有四個環(huán)節(jié)構成一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈：
鋁礦石開采－
氧化鋁制取－
電解鋁冶煉－
鋁加工生產(chǎn)。
一般而言，兩噸鋁礦石生產(chǎn)一噸
氧化鋁；兩噸氧化鋁生產(chǎn)一噸電解鋁。
（一）氧化鋁的生產(chǎn)方法
迄今為止，已經(jīng)提出了很多從鋁礦石或其它含鋁原料中提取氧化鋁的方法。由于技術和經(jīng)濟方面的原因，有些方法已被淘汰，有些還處于試驗研究階段。已提出的氧化鋁生產(chǎn)方法可歸納為四類，即堿法、酸法、酸堿聯(lián)合法與熱法。目前用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的只有堿法。
鋁土礦是世界上最重要的鋁礦資源，其次是明礬石、
霞石、粘土等。目前世界氧化鋁工業(yè)，除
俄羅斯利用霞石生產(chǎn)部分氧化鋁外，幾乎世界上所有的氧化鋁都是用鋁土礦為原料生產(chǎn)的。
鋁土礦是一種主要由
三水鋁石、
一水軟鋁石或
一水硬鋁石組成的礦石。到目前為止，我國可用于氧化鋁生產(chǎn)的鋁土礦資源全部為一水硬鋁石型鋁土礦。
鋁土礦中氧化鋁的含量變化很大，低的僅約30％，高的可達70％以上。鋁土礦中所含的化學成分除氧化鋁外，主要雜質是氧化硅、氧化鐵和
氧化鈦。此外，還含有 少量或微量的鈣和鎂的碳酸鹽、鉀、鈉、釩、鉻、鋅、磷、鎵、鈧、硫等元素的化合物及有機物等。其中鎵在鋁土礦中含量雖少，但在氧化鋁生產(chǎn)過程中會逐漸在循 環(huán)母液中積累，從而可以有效地回收，成為生產(chǎn)鎵的主要來源。
衡量鋁土礦優(yōu)劣的主要指標之一是鋁土礦中氧化鋁含量和氧化硅含量的比值，俗稱
鋁硅比。
用堿法生產(chǎn)氧化鋁時，是用堿（NaOH或Na2CO3）處理鋁礦石，使礦石中的氧化鋁轉變成鋁酸鈉溶液。礦石中的鐵、鈦等雜質和絕大部分的硅則成為不溶解的 化合物。將不溶解的殘渣（赤泥）與溶液分離，經(jīng)洗滌后棄去或進行綜合處理，以回收其中的有用組分。純凈的鋁酸鈉溶液即可分解析出氫氧化鋁，經(jīng)分離、洗滌后 進行煅燒，便獲得氧化鋁產(chǎn)品。分解母液則循環(huán)使用來處理另一批礦石。堿法生產(chǎn)氧化鋁有拜耳法、
燒結法以及拜耳??燒結聯(lián)合法等多種流程。
拜耳法是由奧地利化學家拜耳（K?J?Bayer）于1889～1892年發(fā)明的一種從鋁土礦中提取氧化鋁的方法。一百多年來在工藝技術方面已經(jīng)有了許多改進，但基本原理并未發(fā)生變化。為紀念拜耳這一偉大貢獻，該方法一直沿用拜耳法這一名稱。
拜耳法包括兩個主要過程。首先是在一定條件下氧化鋁自鋁土礦中的溶出（氧化鋁工業(yè)習慣使用的術語，即浸出。以下同）過程，然后是氫氧化鋁自過飽和的鋁酸鈉溶 中
水解析出的過程，這就是拜耳提出的兩項專利。拜耳法的實質就是以濕法冶金的方法，從鋁土礦中提取氧化鋁。在拜耳法氧化鋁生產(chǎn)過程中，含硅礦物會引起 Al2O3和Na2O的損失。
在拜耳法流程中，鋁土礦經(jīng)破碎后，和石灰、循環(huán)母液一起進入濕磨，制成合格礦漿。礦漿經(jīng)預脫硅之后
預熱至溶出溫度進 行溶出。溶出后的礦漿再經(jīng)過自蒸發(fā)降溫后進入稀釋及赤泥（溶出后的固相殘渣）的沉降分離工序。自蒸發(fā)過程產(chǎn)生的二次汽用于礦漿的前期預熱。沉降分離后，赤 泥經(jīng)洗滌進入赤泥堆場，而分離出的粗液（含有固體浮游物的鋁酸鈉溶液，以下同）送往葉濾。粗液通過葉濾除去絕大部分浮游物后稱為精液。精液進入分解工序經(jīng) 晶種分解得到氫氧化鋁。分解出的氫氧化鋁經(jīng)分級和分離洗滌后，一部分作為晶種返回晶種分解工序，另一部分經(jīng)
焙燒得到氧化鋁產(chǎn)品。晶種分解后分離出的分解母 液經(jīng)蒸發(fā)返回溶出工序，形成閉路循環(huán)。氫氧化鋁經(jīng)焙燒后得到氧化鋁。
不同類型的鋁土礦所需要的溶出條件差別很大。三水鋁石型鋁土礦在105℃的條 件下就可以較好地溶出，一水軟鋁石型鋁土礦在200℃的溶出溫度下就可以有較快的溶出速度，而一水硬鋁石型鋁土礦必須在高于240℃的溫度下進行溶出，其 典型的工業(yè)溶出溫度為260℃。溶出時間不低于60分鐘。
拜耳法用于處理高鋁硅比的鋁土礦，流程簡單，產(chǎn)品質量高，其經(jīng)濟效果遠比其它方法為好。 用于處理易溶出的三水鋁石型鋁土礦時，優(yōu)點更是突出。目前，全世界生產(chǎn)的氧化鋁和氫氧化鋁，90%以上是用拜耳法生產(chǎn)的。由于中國鋁土礦資源的特殊性，目 前中國大約50%的氧化鋁是由拜耳法生產(chǎn)的。
將拜耳法和燒結法二者聯(lián)合起來的流程稱之為聯(lián)合法生產(chǎn)工藝流程。聯(lián)合法又可分為并聯(lián)聯(lián)合法、串聯(lián)聯(lián)合 法與混聯(lián)聯(lián)合法。采用什么方法生產(chǎn)氧化鋁，主要是由鋁土礦的品位（即礦石的鋁硅比）來決定的。從一般技術和經(jīng)濟的觀點看，礦石鋁硅比為3左右通常選用燒結 法；鋁硅比高于10的礦石可以采用拜耳法；當鋁土礦的品位處于二者之間時，可采用聯(lián)合法處理，以充分發(fā)揮拜耳法和燒結法各自的優(yōu)點，達到較好的技術經(jīng)濟指 標。
目前全球氧化鋁年產(chǎn)量在5500萬噸左右，我國的氧化鋁產(chǎn)量約為680萬噸。做為中國的鋁都，河南鞏義鋁的產(chǎn)量更是占去了很大一部分。
（二）原鋁、鋁合金鋁板及鋁材的生產(chǎn)方法
目前工業(yè)生 產(chǎn)原鋁的唯一方法是霍爾－埃魯鋁電解法。由美國的霍爾和法國的埃魯于1886年發(fā)明。霍爾－埃魯鋁電解法是以氧化鋁為原料、
冰晶石（Na3AlF6）為熔 劑組成的電解質，在950－970℃的條件下通過電解的方法使電解質熔體中的氧化鋁分解為鋁和氧，鋁在碳陰極以液相形式析出，氧在碳陽極上以二氧化碳氣體 的形式逸出。每生產(chǎn)一噸原鋁，可產(chǎn)生1.5噸的二氧化碳，綜合耗電在15000kwh左右。
工業(yè)鋁電解槽大體上可以分為側插陽極自焙槽、上插陽極自焙槽和預焙陽極槽三類。由于自焙槽技術在電解過程中電耗高、并且不利于對環(huán)境的保護，所以自焙槽技術正在被逐漸淘汰。目前全球原鋁年產(chǎn)量約為2800萬噸，我國的原鋁年產(chǎn)量約為700萬噸。
必要時可以對電解得到的原鋁進行精煉得到
高純鋁。目前的
鋁合金鋁板生產(chǎn)方法主要以熔配法為主。由于鋁及其合金鋁板具有優(yōu)良的可加工性能，所以通過鍛、鑄、軋、沖、壓等方法生產(chǎn)板、帶、箔、管、線等
型材。【完】
