铝矾土、铝土矿
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铝矾土 1. 性质:铝矾土(aluminous soil ;bauxite )又称矾土或铝土矿,主要成分是氧化铝,系含有杂质的水合氧化铝,是一种土状矿物。白色或灰白色,因含铁而呈褐黄或浅红色。密度3.9~4g/cm3
,硬度1~3,不透明,质脆。极难熔化。不溶于水,能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝,制耐火材料。铝土矿是含铝矿物和赤铁矿、针铁矿、高岭石、锐铁矿、金红石、钛铁矿等矿物的混合矿,是现代电解法炼铝的原料。
2.主要成分:
矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂,是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称。如一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石(Al2O3·3H2O);有的是水铝石和高岭石(2SiO2·Al2O3·2H2O)相伴构成;有的以高岭石为主,且随着高岭石含量的增高,构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。铝土矿一般是化学风化或外生作用形成的,很少有纯矿物,总是含有一些杂质矿物,或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等。
铝土矿的定义名称还不够统一,但基本上大同小异。在我国一般认为:“铝土矿系指矿石之含铝量较高(40%以上),铝硅比值大于 2.5者(A/S≥2.5),其小于此数值者则称为粘土矿或铝土页岩或铝质岩”。在我国已探明的铝土矿储量中,一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右。
3.产地分布:
世界:目前,已知赋存铝土矿的国家有49个,澳大利亚是世界上拥
有铝矾土资源最多的国家。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有圭亚那和中国,其他国家的铝矾土含铁量高,多用于炼铝和研磨材料。近年的越南也有丰富的铝土矿资源,估计储量在80 亿吨左右。
国内:中国铝土矿资源较为丰富,铝土矿资源总量预计可达50亿t,铝土矿保有基础储量在世界上居第七位,储量在世界上居第八位,与澳大利亚、几内亚、巴西同属世界铝矾土资源大国。我国铝土矿分布高度集中,山西、贵州、河南和广西四个省(区)的储量合计占全国总储量的90.9%(山西41.6%、贵州17.1%、河南16.7%、广西15.5%)。其他分布地区还有山东、河北、辽宁、贵州、四川、重庆、湖南、云南、海南等地。
类型:世界铝土矿的主要类型是三水铝石型。我国铝土矿的特点高硅、高铝和低铁,为一水硬铝石型,矿石中铝硅比在4~7之间[m(Al2O3)/ m(SiO2)]。福建、河南和广西有少量的三水铝石型铝土矿。
4.用途:
铝土矿用于金属用途(85%)、非金属用途(10%)及非冶练铝矾土应用。㈠金属用途:超过85%是用来生产氧化铝,继而生产金属铝。铝土矿是生产金属铝的最佳原料,也是最主要的应用领域,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。
㈡非金属用途:铝土矿的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的原料。例如:化学制品方面以硫酸盐、三水合物及氯化铝等产品可应用于造纸、净化水、陶瓷及石油精炼方面;活性氧化铝在化学、炼油、制药工业上可作催化剂、触媒载体及脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥等物理吸附剂;用r-Al2O3生产的氯化铝可供染料、橡胶、医药、石油等有机合成应用;玻璃组成中有3%~5%Al2O3可提高熔点、粘度、强度;研磨材料是高级砂轮、抛光粉的主要原料;耐火材料是工业部门不可缺少的筑炉材料。
㈢具体用途表述如下:
(1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。
(2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。
(3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。
(4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁
白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。
(5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。
(6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。
5. 我国铝钒土矿矿床分布及类型:
中国铝土矿除了分布集中外,以大、中型矿床居多。储量大于2000万t的大型矿床共有31个,其拥有的储量占全国总储量的49%;储量在2000~500万吨之间的中型矿床共有83个,其拥有的储量占全国总储量的37%,大、中型矿床合计占到了86%。中国铝土矿的质量比较差,加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98%以上。
中国铝土矿分布图:
中国铝土矿的另一个不利因素是适合露采的铝土矿矿床不多,据统计只占全国总储量的34%。与国外红土型铝土矿不同的是,中国古风化壳型铝土矿常共生和伴生有多种矿产。在铝土矿分布区,上覆岩层常产有工业煤层和优质石灰岩。在含矿岩系中共生有半软质粘土、硬质粘土、铁矿和硫铁矿。铝土矿矿石中还伴生有镓、钒、锂、稀土金属、铌、钽、钛、钪等多种有用元素。在有些地区,上述共生矿产往往和铝土矿在一起构成具有工业价值的矿床。铝土矿中的镓、钒、钪等也都具有回收价值。
我国铝土矿的最后一个特点是,地质工作程度比较高,截至1994年底,我国铝土矿保有储量中属于勘探阶段的占32.5%,属于详查阶段的占55.8%,
两者合计,详查以上工作程度的储量占全国总保有储量的88.3%。
具体地区分布情况,如下:
①山西:山西的铝土矿床(点)主要分布在孝义、交口、汾阳、阳泉、盂县、
宁武、原平、兴县、保德、平陆等5大片42个县境内,面积约6.7万km2,探明铝土矿储量,居全国第一,该区的资源总量估计可达20亿t。
②②河南:河南的铝土矿集中分布在黄河以南、京广线以西的巩县、登封、
偃师、新安、三门峡、陕县、宝丰、鲁山、临汝、禹县等三大片10多个县境内,面积3万多km2,探明铝土矿储量居全国第2位,预测资源总量可达10亿t。
③③贵州:贵州的铝土矿床主要分布在“黔中隆起”南北两侧的遵义、息
峰、开阳、瓮安、正安、道真、修文、清镇、贵阳、平坝、织金、苟江、黄平等十几个县境内,面积2400km2,探明铝土矿储量居全国第3位。预测资源总量逾10亿t。
④④广西:广西的铝土矿集中分布在平果、田东、田阳、德保、靖西、桂
县、那坡、果化、隆安、邕宁、崇左等县境内,探明铝土矿储量居全国第4位,预测铝土矿储量在8亿t以上。
⑤⑤山东的铝土矿主要分布在淄博、新泰、洪山等县境内,其探明铝土矿
储量占全国总储量的3%。
⑥此外,在海南、广东、福建、云南、江西、湖北、湖南、陕西、四川、
新疆、宁夏、河北等省(区),也有铝土矿矿床产出。
中国铝矾土矿矿床可分为两大类型: