氧化铝质量对电解铝生产及铝锭质量的影响分析
电解铝生产对氧化铝质量的要求：一是氧化铝的纯度，二是氧化铝的物理性质。
随着铝工业的发展，电解铝行业越来越重视生产条件的改善和环境保护，同时随着大型中间下料预焙槽和干法烟气净化的发展，铝电解对原料氧化铝的要求也日趋增高，氧化铝的物理性质受到广泛的重视，而且要求越来越严格。主要要求是：粒度较粗而均匀，强度较高，比表面积大，另外对安息角、堆积密度、和流动性也都有一定要求。提高氧化铝产品质量，生产符合电解铝生产要求的砂状氧化铝成为近年来各大氧化铝生产厂家的努力方向。
现行氧化铝、氢氧化铝、重熔用铝锭标准
1.1氧化铝中华人民共和国有色金属行业标准（YS/T 274-1998）
氧化铝按化学成分分为Al2O3-1、Al2O3-2、Al2O3-3、Al2O3-4四个等级，氧化铝的化学成分符合表1的规定：
1.2中铝冶金级氧化铝标准（Ｑ/ChalcoA002—2004，内控标准）
氧化铝按化学成分和物理性能分为YAO-01、YAO-02二个牌号。氧化铝的化学成分和物理性能应符合表2的规定
氧化铝化学指标对电解铝生产及铝锭质量的影响分析
氧化铝的纯度是影响原铝质量的主要因素，同时也影响电解过程的技术经济指标，如氧化铝中含有比铝更正电性元素的氧化物（Fe2O3、SiO2、TiO2、V2O5等），这些元素在电解过程中将首先在阴极上析出，降低铝的质量，同时磷、钒、钛、铁等杂质进入电解质，还会使电流效率降低；如氧化铝中含有比铝更负电性元素（碱金属及碱土金属）的氧化物，则在电解时这些元素将与氟化铝反应，造成氟化铝耗量增加，根据计算氧化铝中Na2O含量每增加0.1%，每生产1t铝多消耗价格昂贵的氟化铝3.8kg。因此，电解炼铝用的氧化铝必须具有较高的纯度，其杂质含量应尽可能低。
原铝中金属杂质主要是Fe、Si、Cu。主要是原材料（氧化铝、氟化盐、阳极）带入的，提高原铝质量，首先是要选用高质量的原材料，氧化铝化学纯度对电解铝产品有着重要的影响。氧化铝中的Fe2O3、SiO2在电解炼铝过程中，全部进入铝锭，对铝锭中Fe、元素的杂质含量有着重要的影响。
华泽铝电目前对进厂氧化铝原料的Fe、Si及灼减进行分析，电解铝产品的Fe、Si、Cu、Ga、Mg、Zn六项元素进行分析。
氧化铝物理性能指标对电解铝生产及铝锭质量的影响分析
在中铝冶金级氧化铝标准（Ｑ/ChalcoA002—2004，内控标准）中，除化学指标外, 氧化铝主要包括六个物理性能指标, 即粒度、磨损指数、α-Al2O3、安息角、松装密度和比表面, 并制定了详细的测试标准方法(以下为叙述方便,简称为《标准》)。
粒度，粒度分布是描述氧化铝物理性能的重要指标之一。目前国际上对氧化铝的粒度考核一般用+150μm(或+125μm)百分含量、-45μm (或-44μm)百分含量和-20μm百分含量同时考核, 因+150μm粒度含量过多, 会影响氧化铝的溶解速度, 易产生沉淀; -45μm粒度含量过多, 会影响氧化铝的流动性，同时影响砂状氧化铝的比表面积和对氟化氢的吸收；-20μm细粒子含量增加，将增加氧化铝输送过程的飞扬损失，造成环境污染。
粒度指标，既产品氧化铝的粒度分布对流动性能（安息角）及吸附性能（比表面积）及松装密度等指标都产生关键的影响。
磨损指数, 是考核氧化铝强度的重要指标, 亦是鉴别“真”“假”砂状的重要标志, 若氧化铝强度太低, 经不起现代化大生产中用浓相或超浓相输送的考验, 则到电解槽就不是砂状氧化铝了, 其流动性好、溶解速度快的优越性就得不到体现, 同时比表面积大幅下降,对氟化氢的吸附能力也会大大下降。充分考虑我国氧化铝生产现状及铝土矿资源对氧化铝生产技术条件的限制, 《标准》中规定了中铝冶金级氧化铝磨损指数标准: YA0-1≤20%, YA0-2≤25%。
粒度和强度指标可综合考虑，是最受电解铝关注的因素。氧化铝的细粒子含量对电解铝许多辅助过程包括槽操作、烟尘控制、氟化物散发、温室气体等都有较大的影响。
α-Al2O3, 是氧化铝物理性能必须要考核的指标之一, 从理论上讲α-Al2O3百分含量过多的话将影响砂状氧化铝的比表面积、溶解速度造成电解槽底沉渣及电解槽结壳脆弱, 但α-Al2O3百分含量过少将会导致电解槽的结壳硬度过高, 出现打孔和更换阳极的困难。我国用沸腾焙烧炉焙烧的氧化铝α-Al2O3含量很低, 但用于电解铝未见结壳过硬的现象, 因此在《标准》中只规定了上限值,即α-Al2O3≤10%。
安息角, 也是描述砂状氧化铝物理性能的一个重要指标, 它用来检测砂状氧化铝的流动性能。《标准》中确定为≤34°。
松装密度，既堆积密度，与细粒子含量和氧化铝颗粒晶型有密切关系。细粒子含量较高时，松装密度降低。《标准》中规定了松装密度的下限值≥0.90 g/cm3。
比表面积, 冶金级氧化铝的氟化氢吸附能力与比表面积成正比, 因此在焙烧氧化铝时必须掌握好氧化铝结晶晶型的焙烧条件, 使比表面积大的δ和γ氧化铝为多数, 是提高氧化铝的氟化氢吸附能力的重要途径。从我国现状看, 用沸腾焙烧炉生产的氧化铝均能达到吸附氟化氢的要求, 《标准》中规定了比表面积的下限值:≥60m2/g。
山西分公司氧化铝质量分析
2006年山西分公司氧化铝质量指标统计结果见表5：
从统计结果看，140万吨和80万吨两个系统氧化铝化学成分指标完全达到中铝内控指标。140万吨系统氧化铝质量指标中-20μm细粒子和比表面积未达到中铝内控指标，80万吨系统氧化铝完全达到中铝内控指标。
从对华泽铝电回访情况看，山西分公司氧化铝物化性能指标较好，完全满足生产高品质铝锭的要求：
SiO2含量较低，又不存在长途运输带来的二次污染（灰尘中SiO2的带入），因此成品铝锭中Si元素含量0.05%，处于国内同行业最好水平；Fe2O3含量较低，成品铝锭中Fe元素含量0.11%，也处于国内同行业较好水平。细粒子含量低，飞扬损失小，经环保部门测定，烟尘排放达标；氧化铝可熔性能好，未发现沉槽现象。
在同等粒度条件下，华泽铝电对氧化铝的强度指标（磨损指数）表示非常关注，其高低决定了进入电解槽的氧化铝细粒子含量。
5.3 Alumina fines’journey from cradle to grave
（2005年澳大利亚氧化铝质量年会论文，摘录）
在1999年QAL组成特别调查组研究产品质量及用户对未来的期望。调查提供了电解厂主要关心的信息（见图1）。有趣的是位置最高的因素是P2O5，它一般可通过在溶出过程加大石灰添加量来控制。同样第三个最重要的因素是产品中的铁含量，令人惊讶的是铝中80%以上的铁都来自于电解过程（例如阳极块），进一步的调查表明，大多数电解厂通过要求氧化铝低铁含量，以降低电解过程铁的进入，可以起到降低产品铝中铁的作用。
图1电解厂关注氧化铝性能信息次序图
（Alumina fines’journey from cradle to grave,2005年澳大利亚氧化铝质量年会论文）
氧化铝产品的化学杂质通常在红区控制（分解之前），甚至依靠铝土矿资源的优异性，而物理性能很大程度上由分解条件决定。在分解过程产出率与质量相互影响。
IQA（澳大利亚国内质量目标）总是对粒度指标要求的较严，而化学参数较易达标，由于在技术规范中粒度非常严格而且没有多大的空间。关于化学杂质的规范过分保守，例如要求Na2O小于0.5％，而典型的供货接近于0.35％。然而，物理性能参数，特别是粒度过于严格，电解厂成功地要求或获得承诺-45um小于12％，甚至10％（并且-20um小于1.5％或1％）。有时在IQA 和技术规范中都要求-45um小于10％。这个例子着重说明了氧化铝厂达到技术规范的困难。
据报道，在冶金级氧化铝中，即使只有极少量的三水铝石存在，也提供了有害的HF的产生途径。氧化铝所有的灼减量都会引起HF的产生吗？焙烧过程怎样地调整可以减少电解过程HF的产生？对氧化铝厂精确的控制灼减量是个很好的建议。
随着回转窑的被替代，澳大利亚的氧化铝厂对新焙烧炉的高破损作出反应，以产出率的代价来提高分解循环的粒度。仅仅提高粒度而不作别的努力一般同样会导致产品的不坚固（氢氧化铝和氧化铝更易于破损）。因此，氧化铝厂仅注重粒度指标将会生产出强度差的产品，在电解铝厂更容易破碎。
工业实践中已被接受的是产品氧化铝中混有集尘和电收尘系统的粉尘。电解铝质疑这种做法，为什么要他们支付很可能在从氧化铝厂到电解铝厂的输送过程中被损失到大气中的物料的费用呢？如果氧化铝粉尘对铝生产起的作用很小，为什么氧化铝厂要徒劳地努力去捕集粉尘并将其混入氧化铝产品呢？
氧化铝厂的电收尘物料在焙烧过程重复循环限制了焙烧产能的增加，将粉尘物料从焙烧系统排除将可以处理更多的氢氧化铝，但问题是如何利用粉尘？
通常大家都希望细粒子的平均含量达到最低（小于10%，甚至8%），但从用户的观点看，细粒子含量的稳定性是同样重要的。细粒子含量的波动可能引起过多的飞扬损失以及输送过程的溢出。对于直接从氧化铝厂通过皮带输送氧化铝，高细粒子量的影响是必须通过降低输送速度来减少氧化铝的损失。因此，氧化铝细粒子不仅与健康和环境相关，同时与氧化铝的损失和操作维护费用相关。
通常，进入电解槽的氧化铝粒度与其熔炼性能没有明显的关联。然而，近来在某电解厂采集的数据清楚地描述了氧化铝细粒子含量对微粒同氟化物损失的影响。
氧化铝中细粒子量对微粒与氟化物排放量的影响
