鋁的價值鏈的主要階段及終端應(yīng)用
鋁是全球消費量僅次于鋼的第二大金屬材料。鋁的特性使其可在不同的產(chǎn)品形態(tài)之間轉(zhuǎn)換,其錠狀是全球交易通用的標(biāo)準(zhǔn)。按生產(chǎn)材料來源劃分,鋁可分為電解鋁(又稱原鋁)及再生鋁(又稱可回收鋁)。
電解鋁佔鋁產(chǎn)量及消費量的絕大部分,2024年在全球及中國的消費量佔比分別為約70%及約78%。再生鋁可節(jié)能且適用于大多數(shù)鋁的終端用途。2024年,再生鋁佔全球鋁消費量約30%,而中國鋁消費量中再生鋁所佔比重則略低,僅約為22%。生產(chǎn)電解鋁所用的原材料主要包括鋁土礦,鋁土礦經(jīng)精煉成為氧化鋁,再經(jīng)電解成電解鋁。
根據(jù)2024年鋁土礦、氧化鋁及鋁的市價,以及三者之間的轉(zhuǎn)換率(每噸氧化鋁大致需要2.5噸鋁土礦,而每噸電解鋁大致需要1.9噸氧化鋁),鋁土礦、精煉及冶煉于電解鋁價值鏈的價值量分佈分別為13%、25%及62%。精煉及冶煉階段共佔整個價值鏈約87%。價值鏈的主要階段:
鋁土礦開采
鋁土礦是一種儲量豐富的含鋁元素較高的礦石。全球探明鋁土礦儲量約為300億噸,按目前的開採速度計算,足可開採90多年。全球約90%的鋁土礦開採屬于露天開採,因此開采成本相對較低且簡單易行。鋁土礦通常含有30%至60%氧化鋁。
氧化鋁精煉
在氧化鋁精煉廠,鋁土礦主要通過拜耳法工藝加工為氧化鋁。拜耳法工藝包括四個階段:溶解、分離、分解及焙燒,生產(chǎn)出白色粉末狀的氧化鋁,又稱三氧化二鋁。氧化鋁可作為電解鋁冶煉及各類化學(xué)應(yīng)用的原材料。約94%的氧化鋁用于電解鋁冶煉。
電解鋁冶煉
氧化鋁通過電解工序加工成電解鋁。在此過程中,電流通過陽極炭塊到達陰極,氧化鋁被送入熔融冰晶石槽中溶解。冶煉工序完成后,電解鋁可以為鋁錠或鋁液形態(tài),然后被轉(zhuǎn)送到鋁合金加工廠。
鋁的合金化
電解鋁以液態(tài)或鋁錠形態(tài)運送至鋁合金加工廠。在此階段,電解鋁中的雜質(zhì)會被去除,有時會加入錳、鎂、銅、硅等金屬,以制成不同的鋁合金產(chǎn)品,例如鋁棒、鋁型材、鋁板帶、鋁箔、鋁桿及結(jié)構(gòu)件。如果鋁合金加工廠鄰近冶煉廠,電解鋁可以液態(tài)由冶煉廠直接運送至鋁加工廠。如果下游合金加工廠并非鄰近任何冶煉廠,則電解鋁會以鋁錠形態(tài)出售予下游買家。在這個過程中,貿(mào)易商參與電解鋁交易的情況十分普遍。貿(mào)易商通常會向電解鋁生產(chǎn)商購買鋁錠,再轉(zhuǎn)售予下游買家。
鋁的終端應(yīng)用
鋁經(jīng)過加工成為鋁合金后可廣泛應(yīng)用于各個終端應(yīng)用領(lǐng)域,如3C電子產(chǎn)品、汽車輕量化、綠色能源、交通運輸、工業(yè)材料及建筑業(yè)。
? 3C電子產(chǎn)品:鋁的輕量性質(zhì)、耐用性及高電導(dǎo)率使其被廣泛用于3C電子產(chǎn)品,包括電腦、通訊及消費電子產(chǎn)品。鋁的高導(dǎo)熱性可幫助電子設(shè)備散熱,使其成為散熱片的理想材料。同時,鋁還可用作筆記本電腦、手機及平板電腦的鑄件及框架,為其提供結(jié)構(gòu)上的保護。
? 汽車輕量化:鋁的高強度且輕量的特性使其被廣泛用于運輸行業(yè),特別是用于汽車輕量化。汽車制造商可在車身、底盤及電池艙等部位使用鋁以減輕汽車重量。近年來,電動汽車普及推動了汽車輕量化的趨勢。
? 綠色能源:鋁的高導(dǎo)電性、低功率損耗和高耐用性使其能夠在長距離輸電的同時具有電力損失小、可靠性高的特點。因此,鋁被廣泛用于電纜、連接器及線束等輸電部件。近年來,對綠色能源(尤其是太陽能光伏及風(fēng)力發(fā)電)需求不斷增加,拉升輸電需求,對鋁材的需求也隨之上升。此外,鋁亦可用作風(fēng)力發(fā)電機及太陽能板邊框的核心結(jié)構(gòu)材料。
? 交通運輸:鋁廣泛用于航空航天及軌道交通等交通運輸領(lǐng)域。鋁的高強度、輕量且耐用的特性亦使其被用作為飛機及火車車身的核心結(jié)構(gòu)材料。
? 工業(yè)材料:鋁在眾多領(lǐng)域用作為至關(guān)重要的工業(yè)材料。例如,其易加工性使其適用于制造設(shè)備、工業(yè)機械和工具。同時,鋁的導(dǎo)電性使其被廣泛用于電線及電纜。
? 建筑材料:鋁的高延展性、耐用性及輕量特性使其一直以來獲建筑行業(yè)採用,可用于屋頂、橋樑及模塊化建筑等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。鋁的輕量特性可減輕地基負(fù)荷,尤其適用于高層建筑及大跨度結(jié)構(gòu)。鋁的高強度及耐腐蝕性亦使其可應(yīng)用于幕墻、窗框和門。
? 鋁在其他行業(yè)的應(yīng)用:鋁還被廣泛應(yīng)用于其他行業(yè),例如食品、飲品及藥物行業(yè)產(chǎn)品的包裝。
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