我的煤炭网新闻综合信息选矿知识铝土矿物理性质(铝土矿成分)

  铝土矿其实就是指以三水铝石、一水硬铝石或一水硬铝石为主要矿物组成的可用于工业的矿物的统称。其应用领域包括金属和非金属。

  铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最重要的应用领域。其消费量占世界铝土矿总产量的90%以上。

  铝土矿的非金属用途主要是作为耐火材料、研磨材料、化学品和高铝水泥的原料。铝土矿在非金属中所占比例虽小，但用途广泛。例如，在化学品方面，硫酸盐、三水合物和氯化铝等产品可用于造纸、水净化、陶瓷和石油提炼；活性氧化铝可在化工、炼油、制药等行业用作脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥的催化剂、催化剂载体和物理吸附剂。用γ-al2o 3生产的氯化铝可用于染料、橡胶、医药、石油等的有机合成。玻璃成分中3%~5%Al2O3能提高熔点、粘度和强度；磨料是高级砂轮和抛光粉的主要的组成原材料；耐火材料是工业部门必不可少的筑炉材料。

  铝是世界上仅次于钢的第二重要金属。1995年，世界人均消费量达到3.29公斤。铝由于比重小、导电性和导热性好、易加工等许多优良性能，被大范围的应用于国民经济的各个部门。目前，全球铝消费量最大的是建筑、运输和包装领域，占铝消费总量的60%以上。铝是电器工业、飞机制造业、机械工业和民用电器必不可少的原材料。

  本章重点介绍生产金属铝的铝土矿及其矿床。至于用作耐火粘土的铝土矿及其矿床，将位于非金属矿山& ldquo耐火粘土& rdquo在第一章讨论过。

  铝是地壳中分布最广的元素之一，是一种亲石亲氧元素。在自然界中，铝主要以氧化物、氢氧化物和含氧硅铝酸盐的形式存在，而铝这种天然金属却很少发现。

  自然界已知的含铝矿物有258种，其中常见矿物约有43种。实际上没有纯矿物组成的铝矿，一般都是共生的，混有杂质。从经济和技术的角度来看，并不是所有的含铝矿物都可当作工业原料。用于提炼金属铝的铝土矿主要由一水硬铝石、一水硬铝石或三水铝石组成。由于铝土矿资源缺乏，苏联用霞石和明矾石提取氧化铝。中国的硫磷铝锶矿可以综合回收氧化铝。

  一水硬铝石又称一水硬铝石，结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3 & bullH2O .正交晶系有柱状、板状、鳞片状、针状、棱柱状等。矿石中的勃姆石一般含有不同的类质同象混合物，如TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等。铝土矿溶于酸和碱，常温常压下较弱，在高温度高压力和强酸或强碱的浓度下可完全分解。一水硬铝石形成于酸性介质中，与一水硬铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石和黄铁矿共生。它的水合作用可以变成三水铝石，脱水作用可以变成&α；刚玉可以用高岭石、黄铁矿、菱铁矿和绿泥石代替。

  勃姆石又称勃姆石、勃姆石，结构式为AlO(OH)，分子式为Al2O3 & bullH2O .正交晶系是菱形、棱柱形、棱柱形、针状、纤维状和六角形。矿石中的勃姆石往往含有Fe2O3、TiO2、Cr2O和Ga2O3的类质同象。勃姆石可溶于酸和碱。这种矿物形成于酸性介质中，主要产于沉积型铝土矿中，以与菱铁矿共生为特征。可以用一水硬铝石、三水铝石、高岭石等代替。，并可转化为一水硬铝石和&α；刚玉能够最终靠水合作用变成三水铝石。

  三水铝石，也称为勃姆石和勃姆石，具有结构式Al(OH)和分子式Al2O3 & bull3H2O .单斜晶系为六角板状或棱柱状，具有细小的晶体聚集体或孪晶。矿石中大部分三水铝石为不规则集合体，均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等类质同象或机械混合物。三水铝石溶于酸和碱，加热至100℃2h，其粉末可完全溶解。这种矿物是在酸性介质中形成的。在风化壳矿床中，三水铝石是原生矿物和主要矿石矿物，与高岭石、针铁矿、赤铁矿和伊利石共生。三水铝石脱水可以变成一水硬铝石、一水硬铝石和α；刚玉可以用高岭石和水高岭石代替。

  铝土矿的化学成分主要是Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O，其总和占成分的95%以上，一般>

  :98%，次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳等。微量元素有镓、锗、铌、钽、钽、钴、锆、钒、磷、铬、镍等。Al2O3主要存在于铝矿物中& mdash& mdash勃姆石、一水硬铝石和三水铝石，其次是硅矿物(主要是高岭石矿物)。

  在内生条件下，由于二氧化硅的广泛存在，Al2O3和SiO2往往紧密结合成各种铝硅酸盐矿物。一般来说，这些矿物中的氧化铝与二氧化硅之比小于1，而工业上通常要Al2O3-Ge作为铝矿。40%，铝/硅>

  1.8 ~ 2.6.因此，工业铝矿很少在内生条件下形成。

  目前，国内外已知的工业铝土矿多形成于表生条件下。在表生条件下，铝土矿形成主要有两种形式:风化-残积(残积)成矿(红土成矿)和风化-搬运-沉积成矿或风化-改造-再沉积成矿(沉积成矿)。风化残积(残积)成矿作用是指在湿热天气特征情况下，含铝母岩的有利地形(如残丘、低山、阶地)。由于水、CO2和生物的风化分解，母岩中的可溶物质K、Na、Ca、Mg和SiO2被浸出，活性较低的物质Al、Fe和Ti留在原地形成红土型铝土矿。风化-搬运-沉积成矿是含铝岩石、红土风化壳或形成的红土矿床。在重力、水和天然酸(硫酸、碳酸、有机酸)的作用下，经机械或化学风化、剥蚀、搬运等物理化学过程而转化，位于山坡洼地、山谷、近海湖盆或沿海湖泊湖泊中。

  铝土矿含有有用的成分，如镓、钒、铌、钽、钛、铈和放射性元素。这些有价值的伴生组分可以综合回收。但矿石中的硫、CO2、MgO和P2O5是有害成分，不利于铝的冶炼和回收。

  铝土矿按主要含铝矿物分为三水铝石型、一水硬铝石型和一水硬铝石型。国外铝土矿主要是三水铝石型，其次是一水硬铝石型，一水硬铝石型铝土矿很少。但在中国，一水硬铝石型铝土矿是主要类型，三水铝石型铝土矿很少。

  国外三水铝石铝土矿具有高铝、低硅、高铁的特点，矿石质量好，适合低能耗的拜耳法生产。我国一水硬铝石型铝土矿普遍具有高铝、高硅、低硫、低铁、中低铝硅比、矿石质量差、加工困难、联合法生产氧化铝能耗高等特点。