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铝锭低碳冶金的巅峰突破——从红土矿到航天级纯铝

Jun 16th,2025 17 浏览量

一、全球铝土矿资源再分配格局

产区国家

储量占比

典型矿物品位

适用冶炼技术

澳大利亚

29%

Al₂O₃ 48%

串联法(拜耳+烧结)

几内亚

22%

Al₂O₃ 55%

管道化溶出技术

中国广西

7%

Al₂O₃ 42%

选矿-拜耳联合工艺

中国铝业攻克低品位矿处理:通过浮选脱硅(Al/Si比提至13.5),使吨氧化铝碱耗降至58kg

二、电解铝技术迭代三重革命

1. 节能阳极突破性进展

阳极类型

吨铝直流电耗

阳极消耗量

CO₂减排量

传统碳阳极

13200kWh

430kg

基准值

惰性湿法阳极

11500kWh

0kg

↓38%

硫化物阳极*

10800kWh

微量

↓72%

南山铝业试验线数据,硫化物阳极产出纯氧副产物

 

 

 

2. 电解槽智能控制体系

► 氧化铝浓度波动:±1.2% → ±0.3%(自适应下料模型)  

► 极距动态调节:4.5cm±0.2 → 4.3cm±0.05(磁场补偿技术)  

► 效应系数降低:0.08次/槽·日 → 0.01次(氧化铝超浓相输送)  

中铝青海400kA电解系列电流效率达95.2%,创行业纪录

三、高纯的极限制备(4N8级)

铝锭

 

1. 三层液电解提纯工艺

原料铝(99.5%) → 氟化盐熔体电解 → 阴极区:99.998%超纯铝  

                     ↑  

阳极合金层:铜60%+铝40%(阻隔杂质迁移)

核心参数​:

  • 电流密度:75A/cm²
  • 电解温度:740℃
  • 钡盐保护层厚度:15cm

2. 航天应用标准验证

检测项目

国标1号铝锭

4N8高纯铝锭

提升幅度

硅含量

≤0.08%

≤0.0005%

↓99.4%

电阻率(μΩ·cm)

2.82

2.65

↓6.0%

电子迁移率

14cm²/V·s

18cm²/V·s

↑28.6%

天山铝业4N8铝锭用于嫦娥六号太阳翼基板,热膨胀系数匹配度99.97%

 

 

 

四、再生铝的闭环经济模型

汽车板带回收系统

废旧车身 → 破碎分选(涡电流分选效率98%)  

          ↓  

重熔精炼(旋转式双室炉) → 3104合金板锭(罐料级)  

          ↓  

浮渣处理 → A356.2合金锭(汽车转向节专用)  

经济效益测算​:

  • 吨再生能耗:原生铝的2%
  • 金属回收率:7%(磁选+激光分选)
  • 碳排放:4tCO₂/t(原生铝基准值16tCO₂/t)