中國粉體網(wǎng)訊 氧化鋁是一種高硬度的化合物,，世界上大約有90%以上的氧化鋁用作金屬鋁的生產(chǎn)原料,，這類被稱為冶金級氧化鋁。剩下的我們稱之為精細氧化鋁,，即指除冶金用途的氧化鋁之外的特種氧化鋁,、氫氧化鋁以及含鋁化合物的總稱,。
當(dāng)前，精細氧化鋁的發(fā)展為何得到了極大的重視,？這可以從整個氧化鋁產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢以及其在工業(yè)發(fā)展中的地位講起,。
精細氧化鋁的工業(yè)價值
如今，精細氧化鋁已成為一個方興未艾的產(chǎn)業(yè),，在世界范圍內(nèi)推出的產(chǎn)品多達400多個,。根據(jù)我國相關(guān)標準規(guī)定，按照化學(xué)組成的不同,，精細氧化鋁產(chǎn)品可分為氫氧化鋁系列,、特種氧化鋁系列、擬薄水鋁石系列,、沸石系列以及鋁鹽系列五大類,。
精細氧化鋁分類
為什么同是氧化鋁卻有如此多的品種呢？這是因為氧化鋁產(chǎn)品中的氧原子和鋁原子的空間堆疊方式不同,、含水量存在差異,，導(dǎo)致了同是氧化鋁卻有如此多的品種。
氧化鋁的各種晶型之間的關(guān)系,，通常,，α-氧化鋁被認為是晶型穩(wěn)定的氧化鋁，而其他晶型的氧化鋁則被認為是α-氧化鋁的中間過渡形態(tài)
在氧化鋁的諸多變體當(dāng)中,，存在著同質(zhì)異晶現(xiàn)象,。到底氧化鋁的變體有多少種？業(yè)界的認識并不統(tǒng)一,。其中有3種晶型最為常見,，即α-氧化鋁、β-氧化鋁,、γ-氧化鋁,。
不同結(jié)構(gòu)就會有不同性質(zhì)，因此同是氧化鋁卻有著各自獨特的性質(zhì),，相對應(yīng)的,，不同氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域也有所不同。
氫氧化鋁
氫氧化鋁系列主要分為晶質(zhì)類氫氧化鋁和凝膠類氫氧化鋁兩部分,。
晶質(zhì)類氫氧化鋁主要有低堿型,、低鐵型、細粒型,、微粒型,、高白型，其硬度大,，耐熱耐磨,，化學(xué)穩(wěn)定性好,，無味無毒，具有良好的消煙阻燃性能,，可用作無煙阻燃填料,，人造大理石、瑪瑙的填料,，造紙的增白劑和增光劑,，生產(chǎn)各種鋁產(chǎn)品的原料，合成分子篩,，生產(chǎn)牙膏的填料,，用于抗胃酸藥物，玻璃的配料,，合成莫來石的原料等,。
氫氧化鋁用于阻燃材料
煅燒氧化鋁
煅燒氧化鋁是以氫氧化鋁或工業(yè)氧化鋁為原料，在一定溫度（1100℃~1450℃）條件下進行煅燒,，使其部分或幾乎全部轉(zhuǎn)化為α-氧化鋁而得到的產(chǎn)物,。其結(jié)晶化程度是由煅燒溫度、煅燒時間以及添加的礦化劑等因素決定的,。
煅燒氧化鋁一般比表面積比較小,，但硬度大、強度高,、耐高溫,、耐酸堿、耐磨性好,、吸水率低,、導(dǎo)熱性好、電阻率高,，因此可用于電子設(shè)備,、耐火材料、耐磨材料,、拋光材料等行業(yè),。
在耐火材料行業(yè)應(yīng)用煅燒氧化鋁，可以填充耐火材料的孔隙,，從而提高其體積密度,，并能使其熱性能達到更好的狀態(tài)，以改善定型耐火材料和不定型耐火材料的性能,。
活性氧化鋁
活性氧化鋁是氧化鋁水合物變體的熱解產(chǎn)物——過渡型Al2O3的總稱�,；钚匝趸X通常被用作干燥劑,、吸附劑,、催化劑等。現(xiàn)如今,，大部分化工產(chǎn)品的制備過程都需要使用催化劑或吸附劑,，而絕大部分催化劑和吸附劑都含有活性氧化鋁。
高純氧化鋁
高純氧化鋁（4N及以上）具有高純度,、高硬度,、高強度、耐高溫,、耐磨損,、絕緣性好、化學(xué)性能穩(wěn)定,、高溫收縮性能適中等優(yōu)點,，具有良好的燒結(jié)性能以及普通氧化鋁粉體無法比擬的光、電,、磁,、熱和機械性能，是現(xiàn)代化工附加值最高,、應(yīng)用最廣泛的高端材料之一,。作為高性能氧化鋁產(chǎn)品的代表品類，高純氧化鋁廣泛用于熒光材料,、透明陶瓷,、電子器件、新能源,、催化材料和航空航天材料等高科技尖端行業(yè),。
如4N高純氧化鋁主要應(yīng)用于稀土三基色熒光粉，這是一種常用的發(fā)光材料,，在照明和顯示領(lǐng)域具有重要的作用,。5N高純氧化鋁主要用于制作藍寶石晶體和鋰電池陶瓷隔膜。藍寶石晶體作為理想的LED襯底材料,，在微電子領(lǐng)域具有重要的地位,。此外，隨著碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起,，高純超細氧化鋁在半導(dǎo)體拋光中的應(yīng)用顯得尤為重要,。
納米氧化鋁
當(dāng)氧化鋁粉體粒徑達到納米級別之后，其納米效應(yīng)就會賦予其許多獨特的性能,。
納米氧化鋁作為一種新型的功能材料,，在光學(xué)、化工,、催化劑以及特種陶瓷等多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,。如在燒結(jié)陶瓷中添加少量納米氧化鋁,，可以改善氧化鋁陶瓷的密度和力學(xué)性能；在涂料中添加少量納米氧化鋁,，可提高涂層的耐磨性,，廣泛應(yīng)用于汽車油漆等領(lǐng)域；在粉末冶金中添加少量納米氧化鋁,，可提高其硬度,、熔點以及耐高溫性能。
勃姆石
勃姆石含有一個結(jié)晶水,，化學(xué)式為γ-Al2O3·H2O或者γ-AlOOH,，屬于氧化鋁水合物的一種。
目前,，勃姆石在鋰電池隔膜涂覆方面滲透率已經(jīng)超過了高純氧化鋁,，成為主要的無機涂覆材料。高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示,，受動力鋰電池出貨量及涂覆隔膜出貨量雙雙上漲所帶動,，2022年中國鋰電池隔膜用勃姆石出貨量3.2萬噸，同比增長超70%,。GGII預(yù)測,，2023年中國鋰電池隔膜用勃姆石出貨量將超5萬噸，同比增長超60%,。
未來,，隨著新能源汽車、儲能領(lǐng)域高速增長,，以及勃姆石涂覆性能優(yōu)越,，疊加技術(shù)進步和規(guī)模化生產(chǎn)后成本降低,，勃姆石的需求量及滲透率將會進一步提升,，市場空間極為廣闊。此外,，勃姆石在吸附,、催化、醫(yī)用等領(lǐng)域也有重要應(yīng)用,。
氧化鋁纖維
氧化鋁纖維又稱多晶氧化鋁纖維,，外觀猶如脫脂棉，色白,、光滑,、柔軟而富有彈性。氧化鋁纖維具有長纖、短纖,、晶須等多種形式,，主要成分為三氧化二鋁,，還含有少量的二氧化硅等組分,。氧化鋁纖維具有強度高、耐熱性好,、熱導(dǎo)率小,、熱膨脹系數(shù)低等特點，可廣泛應(yīng)用于高溫絕熱材料,、軍用復(fù)合材料,、機械、電子,、陶瓷,、化工等諸多領(lǐng)域。
除以上外,，還有很多品類的精細氧化鋁在工業(yè)中有著重要應(yīng)用,，如沸石�,？傊�,，氧化鋁已成為工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的原材料之一。
氧化鋁產(chǎn)能過剩危機
根據(jù)阿拉�,。ˋLD）數(shù)據(jù)顯示,，目前我國氧化鋁建成產(chǎn)能10292萬噸，運行產(chǎn)能8475萬噸,，僅2022年新增氧化鋁建成產(chǎn)能就高達1000萬噸,。
按照電解鋁4500萬噸的年產(chǎn)能天花板進行測算，對應(yīng)氧化鋁需求量為8730萬噸,，當(dāng)前氧化鋁建成產(chǎn)能顯著過剩,。
2022年11月，工信部等三部門印發(fā)《有色金屬行業(yè)碳達峰實施方案》,，明確提出要鞏固化解電解鋁過剩產(chǎn)能成果,。堅持電解鋁產(chǎn)能總量約束，嚴格執(zhí)行產(chǎn)能置換辦法,，研究差異化電解鋁產(chǎn)能減量置換政策,，將嚴控電解鋁新增產(chǎn)能納入中央生態(tài)環(huán)境保護督察重要內(nèi)容，防范氧化鋁等冶煉產(chǎn)能盲目擴張,，推動電解鋁等行業(yè)改造升級,。完善階梯電價等綠色電價政策，引導(dǎo)電解鋁等主要行業(yè)節(jié)能減排，加速低效產(chǎn)能退出,。
除產(chǎn)能危機外,，我國氧化鋁產(chǎn)業(yè)還面臨鋁土礦資源不佳、環(huán)保等多重壓力,，在此背景下,，氧化鋁企業(yè)不得不思考立足原有冶金級氧化鋁產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈延伸,，精細氧化鋁憑借其技術(shù)含量高,、產(chǎn)品附加值高等特點，脫穎而出,，成為企業(yè)新的利潤突破點,。
高端產(chǎn)品的國產(chǎn)化需求緊迫
盡管我國冶金級氧化鋁狀況面臨嚴峻的產(chǎn)能過剩問題，但在部分重要的精細氧化鋁領(lǐng)域并未實現(xiàn)全面的的國產(chǎn)替代,。以高純氧化鋁為例,，近年來，我國在高純氧化鋁的微量雜質(zhì)控制方面都取得了突破性的進展,，出現(xiàn)了一批能夠生產(chǎn)4N級甚至5N級高純氧化鋁的企業(yè),，但整體來說，我國的高純氧化鋁產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初級階段,，產(chǎn)量和質(zhì)量仍處于一般水平,，無法滿足國內(nèi)迅速增長的需求，細粒度,、分散性好的高純氧化鋁基本由國外企業(yè)壟斷,，尤其是日本住友化學(xué)公司目前占據(jù)著市場核心位置。
此外,，在制備晶粒細小,、結(jié)構(gòu)均勻、機電性能和耐磨性好Al2O3陶瓷零部件方面,，國內(nèi)廠家在Al2O3粉末的雜質(zhì)含量控制,、燒結(jié)活性，特別是燒結(jié)成瓷后的顯微結(jié)構(gòu)均勻性和材料性能上還具有差距,，不得不依賴從日本,、德國和美國進口。
小結(jié)
從各個方面來講,，精細氧化鋁已經(jīng)成為我國需重點發(fā)展的新材料之一,。隨著在傳統(tǒng)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及在新能源汽車、光伏發(fā)電等新興行業(yè)的快速滲透,，需求不斷提升,，精細氧化鋁行業(yè)市場前景廣闊,。
參考來源：
[1]蘇更林.各顯神通的精細氧化鋁
[2]彭倩倩等.精細氧化鋁應(yīng)用研究進展
[3]曲展鴻等.化學(xué)品氧化鋁的分類及用途
[4]中國粉體網(wǎng)、有色金屬網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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