一文详解氧化铝基础知识及产业供需格局-格隆汇

文 | 许克元雷蕾广州期货编辑 | 杨兰审核 | 浦电路交易员经授权发布摘要：一、氧化铝基础介绍氧化铝（Aluminium Oxide）是一种高硬度化合物，又被称为三氧化二铝，外观为白色晶装粉末或固体，由铝矾土原料经过化学处理，除去硅

文 | 许克元 雷蕾广州期货

编辑 | 杨兰

审核 | 浦电路交易员

经授权发布

摘要：

一、氧化铝基础介绍

氧化铝（Aluminium Oxide）是一种高硬度化合物，又被称为三氧化二铝，外观为白色晶装粉末或固体，由铝矾土原料经过化学处理，除去硅、铁、钛等氧化物制得。，氧化铝主要消费用途为生产电解铝，拜耳法为生产氧化铝主要方法，生产了占世界总量95%以上的氧化铝。

二、氧化铝产业供需格局

（一）国内铝土矿供应偏紧，高度依赖海外矿产进口

我国铝土矿超负荷，静态开采年限仅8.7年。资源主要分布在山西、广西、贵州、河南四省。国内矿品位持续下降，开采难度大，国内铝土矿进口逐年增加，自2016年起，中国铝土矿进口>自产，进口超半数来自几内亚，份额持续扩张。

（二）氧化铝产能扩张迅速，国内产量增量超额

全球氧化铝产量1.4亿吨，原铝产量0.68亿吨，氧化铝冶炼电解铝比例偏高，供应过剩。中国贡献近年全球产能增量，占全球产量54.3%。

（三）氧化铝产能布局靠近矿区或港口

国内氧化铝产量集中在山东、山西、广西、河南和贵州，生产多聚集于铝矿产地或港口。山东当地有众多大规模港口，山西、河南、广西、贵州背靠丰富铝土矿资源主要使用国产矿进行生产，四省铝土矿储量可占全国90%。

（四）国内氧化铝内耗量大，进口量大于出口

国内氧化铝进口量大于出口，澳大利亚为我国最大的氧化铝进口依赖国，其次是印度尼西亚，我国仅在2018年及2022年出现过氧化铝净进口情况。

（五）国内氧化铝对下游电解铝需求基本可实现覆盖

截至2023年4月，国内氧化铝总建成产能超过亿万吨，新增部分对下游电解铝需求存量及增量基本可实现覆盖。

氧化铝基础介绍

氧化铝工业已有上百年历史，第一个氧化铝就是在法国萨林得厂制造产生的，1856年查得力使用铝土矿苏打烧结法生产出了氧化铝，1880年优列儿提出添加石灰石后再改进为石灰，1889-1892年奥地利拜尔发明了用苛性碱溶液溶出氧化铝，为氧化铝的大规模生产奠定了基础。

（一）氧化铝的化学特性及用途分类

氧化铝（Aluminium Oxide）是一种高硬度化合物，又被成为三氧化二铝，外观为白色晶装粉末或固体，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，无臭无味，氧化铝是由铝矾土原料经过化学处理，除去硅、铁、钛等氧化物制得。氧化铝有许多同质异晶体，主要由3种晶型，γ-Al2O3、β-Al2O3、α-Al2O3（刚玉），通过煅烧氢氧化铝可制得γ-Al2O3，其具有强吸附性和催活性，而刚玉结构在1300℃以上的高温锻炼可得，刚玉是锥状及桶状的三方晶体，有玻璃和金刚光泽。

氧化铝根据用途分为冶金级氧化铝和非冶金级氧化铝（也叫精细氧化铝），冶金级氧化铝主要用于电解铝生产，占氧化铝消费量的95%，冶金级氧化铝含有Fe2O3、SiO2、TiO2、V2O5等氧化物，这些元素在电解过程中将优先析出，影响电解铝冶炼效果，因此冶金级氧化铝要求较高纯度，杂质含量要尽可能低。而非冶金级氧化铝通常会再度加工成普通氧化铝及化学品氧化铝，按照化学成份分类，化学氧化铝可分为氢氧化铝、特种氧化铝、拟薄水铝石、沸石、铝酸钙水泥等，非冶金及氧化铝常用作陶瓷生产、耐火材料、分析试剂、吸附剂制造等。

图表1：氧化铝应用产业链

数据来源：公开资料整理广州期货研究中心

（二）氧化铝的生产工艺变化

全球氧化铝的生产工艺包括拜耳法、烧结法和拜尔-烧结联合法，拜耳法作为生产氧化铝的主要方法，生产了占世界总量95%以上的氧化铝。

烧结法的基本原理是将铝土矿与纯碱、石灰（石灰石）配成炉料在高温下进行烧结，氧化铝与纯碱融合成为可溶于水的固体铝酸钠，烧结产物用稀碱溶液溶出固体铝酸钠，再用二氧化碳分解铝酸钠析出氢氧化铝，经过焙烧后产出氧化铝。

拜耳法的原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿的氧化铝，得出铝酸钠溶液，溶液与残渣分离后，降低温度加入氢氧化铝作晶种，经过搅拌分解出氢氧化铝溶液，而后在950-1200度高温下煅烧形成氧化铝成品。氧化铝生产会产生一定环境污染，主要污染物为赤泥，赤泥堆放除占用大量土地外，其附液中的碱和硫酸盐下渗对地下水和土壤造成污染，造成大面积土地盐碱化。

另外还有一种联合生产法：烧结-拜耳联合处理法。这是用于处理中等品位铝土矿较为经济的方法，这种方法的特点是可用烧结法系统得到的氯酸钠溶液来补充拜耳法系统中的用碱损失。

图表2：拜耳法冶炼氧化铝

数据来源：公开资料整理广州期货研究中心

氧化铝的产业链供需格局

铝土矿是氧化铝产业链上游的原料供给，铝土矿主要指可提供工业利用的三水铝石、一水铝石为主要矿物组成的矿石统称，铝土矿产量的90%可用来生产氧化铝进而冶炼成电解铝，非金属用途较少，主要是作为耐火材料、化学制品及高铝水泥等原料，用于造纸、陶瓷、制药等添加剂。

衡量铝土矿标准如下：

a)铝硅比：一般用A/S（三氧化二铝/二氧化硅），铝硅比越高越好。

b)三氧化二铝含量：含量越高矿产品位越好。

c）铝土矿所含矿物杂质：铝土矿中矿物杂质对氧化铝的溶出性能影响很大。（溶解难易程度：三水铝石>一水软铝石>一水硬铝石）

图表3：铝土矿床类型

数据来源：新闻整理广州期货研究中心

（一）全球铝土矿储量丰富，资源富集发展中国家

世界铝土矿资源总量丰富，根据USGS数据显示，全球铝土矿基础资源储量接近300亿吨，产量接近3.7亿吨，探明储量的静态保障年限是100年以上，但资源分布不均衡。从全球铝土矿储量分布结构来看，几内亚储量74亿吨排名第一，占全球基础储量的24.7%，澳大利亚储量60亿吨排名第二（占比20%）,越南储量排名第三（占比12.3%），中国储量排名第七（占比3.3%）。

图表4：全球铝土矿储量分布

图表 5：全球铝土矿产量分布

数据来源：Ifind 广州期货研究中心

（二）国内铝土矿资源透支，高度依赖海外矿产进口

我国虽不属于铝土矿资源丰富国家，但铝土矿开采程度远高于高储量国家，我国铝土矿静态开采年限仅8.7年，中国铝土矿资源正在超负荷透支。我国铝土矿主要分布在山西、广西、贵州、河南四省，四省资源储量约占全国90%，其中山西资源保有储量最大，占全国铝土矿储量30%，河南占22%，贵州占18%，广西17%，其余拥有铝土矿的15个省、自治区、直辖市储量合计占全国储量的13%，国内铝土矿主要以熔盐型一水硬铝石矿床为主，大多为低硅铝比，矿床规模以中、小型为主，矿产规模效应低，开采难度大。国内铝土矿供应情况窘迫，环保整治、矿山整顿等相关政策出台限制产量，并且国内矿产品位持续下滑，高品位铝土矿严重不足。

铝土矿进口主要来源于几内亚、澳大利亚、印度尼西亚，进口规模占中国铝土矿进口约九成，中国铝土矿产进口量逐年递增，自2016年起，中国铝土矿进口>自产，进口依赖程度高，中国铝土矿进口需求主要以三水铝土矿为主，主要进口港为山东港（烟台港），近年主要进口几内亚、澳大利亚、印度尼西亚铝土矿，2022年几内亚进口矿占比56.1%，同比增长5个百分点，澳大利亚矿及印度尼西亚矿分别占比27.1%及15.2%，同比下降4.6及1.4个百分点。

目前印度尼西亚自23年6月起将禁止其境内铝土矿出口，市面上的印尼矿需求将向其他矿产富集地区转移，国内氧化铝企业已从21年起就开始寻求多元化的进口矿石渠道，几内亚进口份额持续扩张，马来西亚矿或成为替代矿源。

图表6：全国铝土矿资源储量分布

图表 7：铝矿砂及精矿进口量

数据来源：IFIND 广州期货研究中心

（三）全球氧化铝供应表现过剩，国内产量增量超额

2022年，根据USGS数据，全球氧化铝产量1.4亿吨，全球原铝产量0.68亿吨，正常情况下，氧化铝冶炼电解铝比例在1.92：1，实际全球氧化铝冶炼电解铝比例在2.06:1，供应表现过剩。截至2022年年底，我国氧化铝建成产能9970万吨，运行产能7520吨，产能利用率78%，同期电解铝建成产能4494.8万吨，运行产能4069.8万吨，开工率为91%，截至日前，氧化铝产能已破亿万吨大关。氧化铝的产能利用率自2021年后一直不及电解铝产能利用率高，氧化铝的建成产能持续扩张，运行产能较建成产能扩张增速偏缓，国内氧化铝生产产能显著过剩。

图表8：全球原铝/氧化铝产量同比

图表 9：国内氧化铝建成产能/运行产能

数据来源：Wind 广州期货研究中心

全球氧化铝产能与铝土矿资源集中地分布有高度重合性，主要分布在中国、澳大利亚、巴西等地，中国氧化铝产量占全球约一半产量。据钢联数据，2022年全球氧化铝产量为1.4亿吨，中国氧化铝产量0.76亿吨，占全球产量54.3%，澳大利亚氧化铝产量排名第二，澳大利亚、印度、巴西倾向将需求外一定数量的本国铝土矿制作成氧化铝出口。近年来全球氧化铝的增量均来自中国。

（四）国内氧化铝生产布局靠近矿区或港口

据IFIND，截至2022年，国内氧化铝产量主要集中在山东（2785万吨；34%）、山西（2045万吨；25%）、广西（1279；15.6%）、河南（1018万吨；12.4%）、贵州（503万吨；6.1%），我国的氧化铝生产分布也具有明显的资源导向性，出于对原料供应的稳定性需求及经营成本降本增效要求，氧化铝生产多聚集于铝矿产地或港口。

其中山东作为中国电解铝产量第一大省依靠港口优势建起氧化铝厂，当地有烟台港、日照港等众多大规模港口，山东通过海港进口的海外高品位铝土矿约占全国进口矿总量6成以上。

山西作为我国氧化铝产能第二大省，当地的氧化铝企业主要分布在吕梁、晋中、运城、忻州及阳泉5个地区，主要生产企业有中铝、中电投等,由于山西电解铝产能较低，当地生产氧化铝多向外输出。

广西作为对我国氧化铝产能第三大省，主要的氧化铝企业分布在百色市，广西铝土矿为三水型，矿产品位较高，省内既有自有储量资源又有沿海港口优势，广西氧化铝冶炼具有较强的成本优势。河

南氧化铝产能多分布在三门峡、郑州、洛阳和焦作等地，作为传统的火电大省，当地有着良好的工业基础和原料储备，河南电解铝产能曾列全国首位，但随着能耗双控及双碳目标的提出，当地产能逐渐向绿电省份迁移。

贵州的氧化铝产能约占全国的6%，产能主要分布在贵阳、遵义等地区，贵州铝土矿资源丰富，水、煤资源充裕，电力供应充足，未来贵州地区氧化铝及电解铝产能仍有较大上行空间。山西、河南、广西、贵州背靠丰富铝土矿资源主要使用国产矿进行生产，四省铝土矿储量可占全国90%。

图表10：2022年全球氧化铝产量分布

图表 11：2022年中国氧化铝产量分布

数据来源：钢联IFind 广州期货研究中心

（五）国内氧化铝内耗量大，进口量大于出口

随着我国氧化铝产能的不断释放，基本能实现自给自足，国内氧化铝出口较少，对进口氧化铝有较大需求，2022年全球-中国累计进口氧化铝202万吨，其中从澳大利亚进口113.23万吨，进口占比56%，澳大利亚是我国最大的氧化铝进口依赖国，其次是印度尼西亚。

从历史上看，我国氧化铝仅在2018年及2022年出现过净进口的现象，18年是由于有色冶炼龙头海德鲁大幅减产导致内外价差倒挂，我国氧化铝出口增加、进口减少，22年是由于俄乌地缘政治冲突影响，俄罗斯铝遭受制裁，我国氧化铝出口明显走增。

图表12：2022年国内氧化铝进口

图表 13：国内氧化铝进出口

数据来源：钢联IFind 广州期货研究中心

（六）国内氧化铝对下游电解铝需求基本可实现覆盖

由于氧化铝主要使用拜耳法冶炼，使用拜耳法每生产一吨氧化铝，需要消耗铝土矿2.1-2.5吨，烧碱0.12-0.14吨，煤炭0.3-0.5吨，石灰0.2-0.9吨，氧化铝的生产成本主要由矿石成本、烧碱成本以及能源成本构成，这三者约占总成本的7成。氧化铝是电解铝冶炼成本占比最大的原料，使用冰晶石-氧化铝熔盐电解法炼铝，每生产1吨电解铝，消耗氧化铝1.92-1.94吨，阳极炭块430~480千克，另需添加冰晶石+氯化铝等辅料，消耗电力13200-13500 kW·h。氧化铝和电力成本分别占总成本的30%-40%，氧化铝价格变化对电解铝冶炼成本影响较大。

图表14：氧化铝成本构成