铁和铝在地球上同样是储量丰富,但是铝为什么比铁贵那么多?
很简单,生产工艺和成本的差异,决定了铝和铁售价的高低。
先说铁。
人类利用铁的历史不算太长,工具材料发展历史分别是石器时代,铜器时代,青铜时代,铁器时代。
铁的熔点比铜高,而且不如铜那样耐氧化。
自然界中的铁矿很多,许多地方都有裸露的赤铁矿,其实古人早就发现了赤铁矿,在五六千年的古人类,利用赤铁矿碾做粉末,用来当做紅颜料,在岩石上画画。
但是直到掌握了更高级的燃料,才能够融化赤铁矿,进而打造铁器。
比如我国,春秋战国时期,秦朝时期还是使用青铜器,到了汉朝,才大规模应用铁器。
著名的汉朝环首刀,就是一种铁刀。
汉朝环首刀而蜀国丞相诸葛亮,曾经给当时的铸造大师蒲元下了一笔大订单,一次就给蜀军打造了三千把铁刀。
可见,大规模开采,冶炼铁,制造铁器,在当时已经成风。
进入工业时代,钢铁的大规模生产,更是成为工业时代的标志。
钢铁可以做枪炮,可以做桥梁,可以做铁道,可以做火车,可以做建筑,可以做机器,简直是万能材料。
以英国铁路发展为例,1825年火车诞生,随后到1890年,英国建成了全国铁路网,铁路总长度达到32000公里,需要的铁,是一个了不得的大数字。
早期火车而钢铁的冶炼,也从古代的小规模生产,进展到了大规模工业生产的时代。
高炉炼铁工艺出现,机械鼓风技术出现,焦炭代替木炭成为冶炼主要燃料,转炉炼钢工艺也开始出现。
铁矿石,石灰石,焦炭这些扔进高炉,然后焦炭燃烧产生热量,石灰石成为助溶剂,鼓入大量空气帮助焦炭燃烧,然后炽热的铁矿石中的铁氧化物,被焦炭燃烧产生的一氧化碳还原成铁水,铁水下降到高炉底部,定时放出,就得到了生铁。
高炉炼铁示意图所以,炼铁工业,原料是铁矿石,石灰石,i焦炭,空气,水这些。
主要消耗就是前三样,投入是修筑一座高炉。
找了一下炼铁工业的数据,生产一吨生铁,需要投入1.5到2吨的铁矿石,0.4到0.6吨的焦炭,0.2到0.4吨的溶剂(石灰石等)。
而铁矿石和焦炭的成本,占炼铁成本的百分之九十。
而最新的原料价格(20220720),铁精粉670元每吨,铁矿石640元每吨,焦炭价格2660元每吨,你算算,钢铁每吨市场价格,也就是4000元左右。
如今我们的钢产量,已经是严重过剩,不是有个梗,叫做钢铁产量,中国第一,河北第二,唐山第三嘛。
再说铝工业。
铝在地壳中的含量非常高,高居第三元素,前几位依次是氧,硅,铝,铁,钙,钠,钾,镁。
你只要随便抓把土,里面就有许多铝元素,而铝的化学性质非常活泼,主要以氧化铝的形式存在。
所以,自然界中,是不存在单质铝的,统统是铝的各种氧化物,各种铝盐。
这点和铁不一样。
自然界中是存在单质铁的,比如陨铁。
所以,怎样用氧化铝制取纯铝?
这个问题非常难。
粉末状的纯氧化铝直到1825年,丹麦人奥斯特利用钾汞齐还原无水氧化铝,才制得了几毫克的纯铝,用显微镜观察,发现其颜色和锡差不多。
1854年,法国人戴维尔利用钠代替钾,还原NaAlCl4这种络合盐,才达到工业化制取金属铝的水平,随后建设金属铝厂。
不过,这种工艺,决定了制取的铝价格很高。
想想,原料钠的价格就很高了,更何况铝?
所以,那时候铝是最宝贵的金属,价格非常昂贵,超过黄金。
法国皇帝有一套铝餐具,只用来招待最尊贵的客人,档次低一点的客人,才用金银餐具。
所以,当时铝的尊贵,超乎现代人的想象。
三十年时间,全世界利用这种办法,一共生产出了200吨纯铝,200吨啊,等于如今的三个火车皮的运载量。
这种情况持续了三十年,到了1886年,美国的霍尔,法国的埃鲁特几乎同时发明了把冰晶石和氧化铝加热融化,然后电解制取纯铝的工艺。
原来,氧化铝的熔点非常高,是2054摄氏度,直接电解融化的氧化铝,是不太可能的,因为你找不到合适的材料来做容器和电极。
而霍尔等人发现,把冰晶石加入氧化铝然后加热,熔点就会降低到940度到980度之间,再进行电解就很容易了。
电解铝原理图随后,美国建立了世界上第一家电解铝工厂。
自此,宣告人类进入了轰轰烈烈的铝制造时代。
到了1956年,铝的产量超过铜,成为有色金属产量第一位,仅次于钢铁产量。
新中国电解铝的起步是抚顺电解铝厂,1954年10月出了第一包铝液。
然后,我们就开始了造造造模式,到了现在,我国的电解铝产能占据了全世界电解铝产能的半壁江山。
电解铝产业,消耗的原料有冰晶石,氧化铝,碳电解槽和阳极等等,当然,最主要的是电能,电解出一吨铝,需要消耗14000度电!所以,电解铝厂,都是耗电大户,电厂的VIP。
然后,生产一顿铝,需要小两吨氧化铝,14000度电,阳极大约0.64吨,还有其他一些原料消耗,加上人工成本,财务成本,按照电费三毛八计算,最新的电解铝成本在15000元+,现价17000+。
如果电费是五毛多,那可能就要赔钱了。
这个产业的利润,高度依赖于电费的高低。
铝厂要赚钱,就要搞自备电厂,这样铝电联合,自发电自用电,才能把成本压下来。
依靠买电网的电来做电解铝,那是需要多听听勇气这首歌的。
电解铝厂所以你看,电解铝厂的建造选址,都要在附近有水电站的地方,水电便宜啊。
万一没有水电站,那就干脆自己修建一个电厂。
好了,就写到这里吧。
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