中國(guó)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(lèi)被稱(chēng)為冶金級(jí)氧化鋁。剩下的我們稱(chēng)之為精細(xì)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(chēng)。
當(dāng)前，精細(xì)氧化鋁的發(fā)展為何得到了極大的重視？這可以從整個(gè)氧化鋁產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)以及其在工業(yè)發(fā)展中的地位講起。
精細(xì)氧化鋁的工業(yè)價(jià)值
如今，精細(xì)氧化鋁已成為一個(gè)方興未艾的產(chǎn)業(yè)，在世界范圍內(nèi)推出的產(chǎn)品多達(dá)400多個(gè)。根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，按照化學(xué)組成的不同，精細(xì)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(lèi)。
精細(xì)氧化鋁分類(lèi)
為什么同是氧化鋁卻有如此多的品種呢？這是因?yàn)檠趸X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(rèn)為是晶型穩(wěn)定的氧化鋁，而其他晶型的氧化鋁則被認(rèn)為是α-氧化鋁的中間過(guò)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(rèn)識(shí)并不統(tǒng)一。其中有3種晶型最為常見(jiàn)，即α-氧化鋁、β-氧化鋁、γ-氧化鋁。
不同結(jié)構(gòu)就會(huì)有不同性質(zhì)，因此同是氧化鋁卻有著各自獨(dú)特的性質(zhì)，相對(duì)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(lèi)氫氧化鋁和凝膠類(lèi)氫氧化鋁兩部分。
晶質(zhì)類(lèi)氫氧化鋁主要有低堿型、低鐵型、細(xì)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(wú)味無(wú)毒，具有良好的消煙阻燃性能，可用作無(wú)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(lái)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(jìn)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(shí)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(qiáng)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(dá)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(guò)渡型Al2O3的總稱(chēng)�；钚匝趸X通常被用作干燥劑、吸附劑、催化劑等�，F(xiàn)如今，大部分化工產(chǎn)品的制備過(guò)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(qiáng)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(diǎn)，具有良好的燒結(jié)性能以及普通氧化鋁粉體無(wú)法比擬的光、電、磁、熱和機(jī)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(lèi)，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(lán)寶石晶體和鋰電池陶瓷隔膜。藍(lán)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(xì)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(dá)到納米級(jí)別之后，其納米效應(yīng)就會(huì)賦予其許多獨(dú)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(gè)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(chē)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(diǎn)以及耐高溫性能。
勃姆石
勃姆石含有一個(gè)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(guò)了高純氧化鋁，成為主要的無(wú)機(jī)涂覆材料。高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，受動(dòng)力鋰電池出貨量及涂覆隔膜出貨量雙雙上漲所帶動(dòng)，2022年中國(guó)鋰電池隔膜用勃姆石出貨量3.2萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)超70%。GGII預(yù)測(cè)，2023年中國(guó)鋰電池隔膜用勃姆石出貨量將超5萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)超60%。
未來(lái)，隨著新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能領(lǐng)域高速增長(zhǎng)，以及勃姆石涂覆性能優(yōu)越，疊加技術(shù)進(jìn)步和規(guī)�；a(chǎn)后成本降低，勃姆石的需求量及滲透率將會(huì)進(jìn)一步提升，市場(chǎng)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(chēng)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(zhǎng)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(qiáng)度高、耐熱性好、熱導(dǎo)率小、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于高溫絕熱材料、軍用復(fù)合材料、機(jī)械、電子、陶瓷、化工等諸多領(lǐng)域。
除以上外，還有很多品類(lèi)的精細(xì)氧化鋁在工業(yè)中有著重要應(yīng)用，如沸石。總之，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(guò)剩危機(jī)
根據(jù)阿拉�。ˋLD）數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)氧化鋁建成產(chǎn)能10292萬(wàn)噸，運(yùn)行產(chǎn)能8475萬(wàn)噸，僅2022年新增氧化鋁建成產(chǎn)能就高達(dá)1000萬(wàn)噸。
按照電解鋁4500萬(wàn)噸的年產(chǎn)能天花板進(jìn)行測(cè)算，對(duì)應(yīng)氧化鋁需求量為8730萬(wàn)噸，當(dāng)前氧化鋁建成產(chǎn)能顯著過(guò)剩。
2022年11月，工信部等三部門(mén)印發(fā)《有色金屬行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案》，明確提出要鞏固化解電解鋁過(guò)剩產(chǎn)能成果。堅(jiān)持電解鋁產(chǎn)能總量約束，嚴(yán)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(yán)控電解鋁新增產(chǎn)能納入中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察重要內(nèi)容，防范氧化鋁等冶煉產(chǎn)能盲目擴(kuò)張，推動(dòng)電解鋁等行業(yè)改造升級(jí)。完善階梯電價(jià)等綠色電價(jià)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(jī)外，我國(guó)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(jí)氧化鋁產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈延伸，精細(xì)氧化鋁憑借其技術(shù)含量高、產(chǎn)品附加值高等特點(diǎn)，脫穎而出，成為企業(yè)新的利潤(rùn)突破點(diǎn)。
高端產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化需求緊迫
盡管我國(guó)冶金級(jí)氧化鋁狀況面臨嚴(yán)峻的產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題，但在部分重要的精細(xì)氧化鋁領(lǐng)域并未實(shí)現(xiàn)全面的的國(guó)產(chǎn)替代。以高純氧化鋁為例，近年來(lái)，我國(guó)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(jìn)展，出現(xiàn)了一批能夠生產(chǎn)4N級(jí)甚至5N級(jí)高純氧化鋁的企業(yè)，但整體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的高純氧化鋁產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初級(jí)階段，產(chǎn)量和質(zhì)量仍處于一般水平，無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)迅速增長(zhǎng)的需求，細(xì)粒度、分散性好的高純氧化鋁基本由國(guó)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(chǎng)核心位置。
此外，在制備晶粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)均勻、機(jī)電性能和耐磨性好Al2O3陶瓷零部件方面，國(guó)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(lài)從日本、德國(guó)和美國(guó)進(jìn)口。
小結(jié)
從各個(gè)方面來(lái)講，精細(xì)氧化鋁已經(jīng)成為我國(guó)需重點(diǎn)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(chē)、光伏發(fā)電等新興行業(yè)的快速滲透，需求不斷提升，精細(xì)氧化鋁行業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。
參考來(lái)源：
[1]蘇更林.各顯神通的精細(xì)氧化鋁
[2]彭倩倩等.精細(xì)氧化鋁應(yīng)用研究進(jìn)展
[3]曲展鴻等.化學(xué)品氧化鋁的分類(lèi)及用途
[4]中國(guó)粉體網(wǎng)、有色金屬網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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