中国铝土矿资源开发利用综述

中国铝土矿资源开发利用综述

时间: 2009-05-15 11:22:49 | [<<] [>>]

中国铝土矿资源开发利用综述

曲献通

一、铝土矿在国民经济发展中的地位

1、铝土矿的工业用途

铝土矿（Bauxite）一词为贝尔蒂埃（Berthier,1821年）首先采用，原指法国阿尔卑斯山之莱.保尔斯（Les baux）附近的富含氧化铝的沉积物，后被广泛应用，指富铝低硅低碱和碱土金属元素的风化产物。现在铝土矿这一名称是指“铝、铁、钛的氧化物或氢氧化物的矿物超过50%，并且铝矿物比铁、钛矿物总量要丰富得多的残积或沉积而成的矿层。因此，关于什么是铝土矿的问题必须在矿物组成定量测定的基础上才能解决。作为铝矿石的铝土矿其定义是不确切的，因为矿石品级和非矿石品级的铝土矿之间界限是不断变化的，这主要取决于冶炼

技术的发展和需求。在目前的经济技术条件下，当Al

2O

3

含量大于40%，铝硅比

值大于2.1时，称为铝土矿。

铝土矿是生产铝时最重要的矿石来源，氧化铝的含量和铝硅比值，是评价铝土矿质量的主要依据，特别是后者，铝硅比值不同，其提取氧化铝的方法也就不同。除此之外，它在制取高能磨料、高铝水泥、耐火材料、水泥、陶瓷材料、化工和医药等方面也有广泛的用途。

2、铝土矿在国民经济中的地位

铝在20℃条件下密度为2.7g/m3，熔点660.37℃，沸点2467℃，并具有良好的传热性、延展性、导电性、反光性，现代工业的任何部门都需要铝，铝的使用量已超过了除铁以外的任何其他金属。

铝土矿发展至今180余年来，特别是著名化学家K.J拜耳于 1887年成功地用NaOH从铝土矿中提取氧化铝，及次年由霍尔-埃鲁发现氧化铝-冰晶石熔盐电解法生产金属铝后，铝的生产成本大幅降低，促使工业广泛采用以铝代铜，全世界1950年原铝产量仅150.7万吨，2002年原铝产量已达2400万吨。

二、铝土矿资源概况及分布

1、世界铝土矿资源概况及分布

世界铝土矿资源极其丰富，遍及五大洲40多个国家，目前已探明储量230亿吨（图1），

据美国矿业局估计，世界铝土矿资源总量约为550-750亿吨（图2）。

铝土矿的储量主要集中在澳大利亚（56亿吨）、

几内亚（56亿吨）、巴西（28亿吨）、牙买加（20亿吨）、

印度（10亿吨）、圭亚那（7亿吨）等几个国家，储量占

总储量的76.8%。铝土矿的资源总量主要分布在非洲

160-200亿吨，大洋洲70-100亿吨，南美洲190-250

亿吨，亚洲80-130亿吨，加勒比海地区20-30亿吨，

欧洲30-40亿吨。图1世界铝土矿已探明储量分布图

按铝土矿的类型来看，世界铝土矿大多数是规模

巨大的红土型铝土矿床，约占总储量的86%，岩溶型

铝土矿约占总储量的13%，沉积型（齐赫文型）铝土

矿床仅占1%。

2、我国铝土矿资源概况及分布

我国铝土矿资源丰富，遍及19个省（自治区），

据1996年底全国铝土矿资源平衡表统计，除台湾省外，

全国18个省（自治区）广泛分布着307个矿区，图2世界铝土矿资源总量分布图

保有地质储量23.1亿吨，居世界第四位，比美国、俄罗斯、德国和法国4个国家的铝土矿资源的总和还多，我国预计资源总量可达40亿吨以上。

我国铝土矿的储量分布相对集中，首先从大行政区看，

我国89%的铝土矿区和97%的储量，集中依次分布在华北、

中南及西南三大行政区。其次从各省（自治区）看，

我国84%的铝土矿区和97%的储量集中依次分布在山

西、贵州、河南、广西、山东、四川、云南7省

（自治区）。再次从全国地理位置来看，主要集中

在中部，占73.93%，而东部和西部只占26.07%，

其中西部22.47%，东部3.6%，。另外按铝土矿的成矿期

看，我国铝土矿成矿期从古生代泥盆纪一直延续到第四纪，

其中最重要的成矿期为石炭纪、二叠纪，约占全国总储量的

80.04%，第四纪约占16.85% (图3)。图3我国铝土矿成矿时代分布图

3、河南铝土矿资源概况及分布

河南省铝土矿资源丰富，分布广泛。主要集中在三门峡—郑州—平顶山之间的倒三角地带（包括三门峡、陕县、渑池、义马、偃师、巩义、荥阳、郑州、登封、新密、新郑、禹州、郏县、宝丰、鲁山、汝州、伊川、宜阳、济源、沁阳、焦作、博爱），遍及26个县市，含铝岩系面积约20000Km2。全区铝（粘）土矿床（点）120个，已列入储量平衡表的铝土矿床38处，累计探明资源量4亿吨，预测远景储量（包括已查明未上表量）4亿吨，资源总量居全国第三位。探明工业储量2.3亿吨，居全国首位。

河南铝土矿现今的空间分布除受成矿条件制约外，还取决于成矿后的构造变

形和地形切割。含矿层分布主要受渑池向斜、岱眉寨背斜、颖阳-新密复向斜、禹州向斜、汝州-邓县复向斜等褶皱构造的控制。从探明的矿床规模看，其中大型矿床7个，中型矿床8个，小型矿床13个，大中型矿床主要分布在三门峡-新安、龙门-巩义和登封-禹州三个矿带。储量占探明储量的94%，矿床数占矿床总数的81.7%。

三、我国铝土矿的勘查和研究

1、我国铝土矿的勘查

据有关资料记载，由于旧中国科学技术的落后，我国铝土矿发现较晚，直至第一次世界大战前，德国人在掠夺山东淄川煤矿时才发现了铝土矿，后来日本人对淄川铝土矿进行掠夺开采，当时有用淄博矿在高丽设厂炼铝之说。继后，193 9-1942年，陆续发展了辽南（抚顺、大连）铝土矿、川南（江北、南川）、滇中（昆明、呈贡、安宁、宜良）铝土矿、黔中（修文、清镇）铝土矿以及闽粤沿海（漳浦）地区铝土矿。这些铝土矿的发现，都是我国老一辈地质学家和爱国志士艰苦奋斗的结果。

中华人民共和国成立以后，我国铝土矿地质勘查走向了一个飞跃发展的新阶段。首先对淄博铝土矿进行了勘探，着手建设我国第一个铝工业基地，1954年建成山东铝厂。1950年北京地质学院冯景兰和张伯声教授在河南小关发现铝土矿，为我国在华北地区寻找铝土矿开辟了新局面。此后，又相继在河南洛阳、许昌、开封、新乡等地也勘探了为数众多的铝土矿床，提交了巨大的铝土矿储量，并于上世纪60年代（1965年）建成我国最大的郑州铝工业基地。上世纪90年代（1993年）建成中州铝厂。上世纪60年代，黔中铝土矿也开始勘探，并于上世纪70年代（1978年）建成贵州铝厂。

1958年山西地质工作者在孝义、阳泉等地区也普遍发现有铝土矿存在。北京地质学院实习队在广西白色地区发现了铝硅比很高的平果铝土矿。经过后来的勘探工作，山西铝土矿说明华北地区铝土矿层稳定，分布广泛，成矿环境和过程基本一致；广西平果铝土矿的发现，揭开了在二叠纪层位寻找铝土矿的局面。另一方面，第三纪—第四纪堆积型铝土矿的发现在铝土矿类型上有了新的突破。

另外，在1959年，海南地质队发现了文昌-琼山-琼海玄武岩风化类型三水铝石矿床，新疆地质队在南天山塔里木西北缘发现地槽型的硬水铝石矿床。

新中国成立后的50多年中，我国铝土矿勘查工作进入飞跃发展的阶段，取得了丰硕成果，307个铝土矿床的普查和勘探，为国民经济的发展提交了巨大的

铝土矿资源，全国探明储量在世界铝土矿资源中占有较重要地位。

2、我国铝土矿的研究

我国铝土矿研究最早并获得成果的，当属我国老一辈著名地质学家王竹泉和谢家荣两位教授。1928年，王竹泉教授对山东淄博铝土矿进行了研究，于1932年发表了《山东淄川铝土矿研究》，阐述了矿床的地质特征、分布规律等地质特点。上世纪30年代谢家荣教授对淄博和滇黔等地铝土矿进行了镜下研究，指出了铝土矿床中铝矿物以硬水铝石为主，并有一水软铝石；硅矿物以高岭石为主；钛矿物以锐钛矿为主，并有微量的金红石、锆英石等。这些研究成果对我们现在进行铝土矿的研究都具有一定的参考价值。

解放50多年来，不仅铝土矿储量有明显增长，而且成矿理论和成矿规律等研究领域也获得累累硕果。上世纪50年代初，章元龙教授提出了“某些三水铝矿石可能是以高岭石一面脱硅、一面水合变过来的”这个观点，无疑是铝土矿成矿理论方面的一个重大突破。1963年黄汲清教授在全国地层会议上宣读有关我国铝土矿床类型、成矿规律及找矿方向的报告，蒋溶“中国铝土矿的层位、成因、分布规律、找矿方向”论文把我国铝土矿床分为滨海、浅海型、湖沼型、风化壳型三大类。另外在对铝土矿物质成分、结构构造的研究也有重大突破。迄今为止，在我国铝土矿床中发现了396种矿物，自然界存在的5种铝的氢氧化物——三水铝石、拜耳石、诺尔石、一水软铝石、硬水铝石和一种铝的氧化物——刚玉均在铝土矿床中发现；上世纪80年代以来，由于“X衍射”、电子探针、红外、光谱等仪器获得应用，使我国在矿物方面研究已日趋接近国际水平。

四、我国铝土矿床的赋存特征

1、矿床类型及成矿时代

我国307个铝土矿床中，沉积型矿床占矿床总数的94%，约占全国总储量的86%；堆积型矿床占矿床总数的5%，约占全国总储量的13%；红土型矿床占矿床总数和全国总储量均在1%左右。

关于铝土矿成因及时代是个长期争论未决的问题，有待今后逐步研讨研究形成共识。但一般认为，沉积型铝土矿床，实际是古风化壳成矿陆相沉积之矿床，在我国主要是以碳酸盐岩为母岩的古岩溶型沉积矿床，其储量约占全国总储量7 6%；其次是以硅酸盐为母岩的古风化壳成矿沉积矿床，其储量约占全国总储量的10%左右。至于堆积型铝土矿床，则是古风化壳（以古岩溶为主）沉积矿床之部分矿体，经后期破坏残坡积于原矿体附近次生堆积之矿床，其成矿时代应与矿石

的原生矿体一致。而红土型矿床，则是新生代风化壳的产物。

我国铝土矿的矿床类型和时代，在大地构造单元的分布有明显规律性：古岩溶型沉积矿床，基本分布在华北准地台，其成矿时代，华北准地台以晋、豫为中心的石炭纪铝土矿，向东（辽、鲁）、向南（从鄂、陕南）逐渐变为石炭-二叠纪、二叠纪铝土矿；扬子准地台则以黔中为中心的石炭纪铝土矿，向北（黔北、川东南），向西（川南、滇中），向黔东逐渐变为石炭-二叠纪、二叠纪铝土矿；古生代成矿新生代次生堆积之矿床，则分布在华南褶皱系与扬子准地台西南部邻界两侧的黔东、黔北、桂西、滇东一带；新生代红土风化壳型矿床，则分布在北纬25°以南，东南沿海褶皱系的闽、粤、琼、台、及华南褶皱南端桂东南一带。

2、矿体赋存条件

我国古岩溶沉积型铝土矿床，绝大多数赋存于古生代石炭系及二叠系底部地层中，个别赋存于中生代三叠系地层中，其底板为灰岩，白云质灰岩、泥质灰岩等碳酸盐岩，矿体形态完全受古风化面形态控制，矿体一般呈似层状、扁豆状、透镜状及漏斗状，如河南张窑院矿区，山西西河底矿区。

堆积型铝土矿床，是我国独特的矿床类型。该类型矿床一般位于原生沉积矿邻近的岩溶洼地及坡地上，其底板多为石炭-二叠系石灰岩或白云质灰岩地层，个别为上泥盆统及下三叠统石灰岩地层。其含矿层位于第四纪下更新统的红土层中，矿体形态较复杂，在平面上呈长条状、带状、环带状及不规则状；在剖面上呈缓倾斜的似层状，扁豆状和透镜状。矿体厚度变化受底板岩溶基底地形控制，起伏较大，如广西那豆堆积矿床。

新生代红土风化壳型铝土矿床，系玄武岩风化壳残积或坡积的产物，与其下伏基岩常呈渐变过渡关系，矿体赋存于第四纪玄武岩风化壳的红土层中，矿石为块砾状，或风化球状，矿体分布于剥蚀残丘顶脊部或山麓、坡地低洼处，矿体形态复杂受地形控制，呈复蝶状，或不规则状。矿体连续性差，常有数十或数百个矿体组成矿区。

堆积型矿床于红土型矿床从赋存条件看有很多像似之处，但其最根本的区别前者是古老原生沉积铝土矿体，其矿石砾块仍是一水硬铝石铝土矿；而红土型铝土矿床红土风化壳中的矿石团块，经物理化学风化作用后，已变成三水铝石铝土矿。

综合考虑我国各类型矿床的赋存条件，经粗略统计，全国露采储量占总储量的40%左右，坑采储量占总储量的60%左右。

五、我国铝土矿矿石特点

1、矿石工业类型

我国铝土矿矿石类型，以一水硬铝石为主，沉积型铝土矿和堆积型铝土矿均属此类型矿石，合计储量占全国总储量的99%；其次尚有三水铝石型铝土矿，仅于广东、海南、福建及台湾等几省有分布，合计储量（除台湾外）仅占全国总储量的1%。

2、矿石矿物组成

一水硬铝石沉积型铝土矿石的矿物组成以一水硬铝石为主，一般在40-95%之间；其次为高岭石，一般占10-40%左右；还有水云母、蒙脱石等，有的矿区含硅矿物为伊利石或叶腊石、绿泥石等；另外还有少量褐铁矿、赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、针铁矿、锐钛矿及微量的金红石、电气石、锆石等。

一水硬铝石堆积型铝土矿石的矿物组分，虽仍以一水硬铝石为主，但次要矿物组分中普遍存在次生的三水铝石（0-5%）和一水软铝石以及少量石英或燧石和微量独居石、铌钽铁矿等。

我国三水铝石型铝土矿石矿物组分，以三水铝石为主，一般占30-95%；其次为少量一水硬铝石、高岭石、褐铁矿、赤铁矿、钛赤铁矿、石英、蛋白石或燧石、锆石、刚与等。

3、矿石主要化学成分

一水硬铝石铝土矿平均品位Al

2O

3

61.97%，SiO

2

10.37%，Fe

2

3

7.73%，A/S5.9

8。其中原始沉积的一水硬铝石铝土矿区平均品位Al

2O

3

63.09%，SiO

2

11.08%，Fe

2

3

5.54%，A/S 5.69，其化学成分除铁含量变化较大以外，一般比较稳定，具有

高铝、高硅和中等铝硅比的特点。次生堆积的一水硬铝石铝土矿区平均品位Al

2

O 354.97%，SiO

2

5.96%，Fe

2

3

20.47%，A/S 9.22，其原矿经水洗后，化学成分一般

具有中铝、低硅、低硫、高铁、高铝硅比的特点。

我国三水铝石红土型铝土矿平均品位：Al

2O

3

44.47%，SiO

2

8.09%，Fe

2

3

20.47%，

A/S 5.50。属于低铝、中硅、高铁、中等铝硅比矿石。

纵观全国各类型铝土矿，总体品位属于中等。我国铝土矿铝硅比多分布于4 -10之间，约占全国总储量的85.61%，而两头的比较少。A/S< 7的铝土矿占总储量的三分之二，A/S>7的铝土矿仅占三分之一。分布比例最大的是4-6间，其储量约占总储量的一半。

全国铝土矿铝硅比值分配统计表

A/S <4 4-6 6-7 7-9 9-1

>10 合计

矿区个数75 145 26 26 8 7 3

7

储量比例7.4

2

48.

59

10.

94

14.

43

11.

65

6.9

7

1

六、河南铝土矿矿床综合特征

1、铝土矿含矿系特征

河南铝土矿床分布于华北地台南缘，铝土矿的成矿条件良好，矿床类型简单，为沉积型一水硬铝石型矿床。铝土矿赋存于中石炭统本溪组中部，在以往文献中俗称“G”层铝土矿，此名出自本溪。1934年日本地质学者板本俊雄把我国位于本溪以西的烟台矿区的铝土矿和耐火粘土矿，自上而下划分为A、B、C、D、E、F、G等七层，A层位于二叠纪下统下石盒子组紫色和黄绿色石英砂岩顶部，B层位于下石盒子组中上部黄绿色、紫色薄层粉砂岩中，D层位于石炭系太原组底部灰白色中厚层中细粒石英砂岩之上，G层位于本溪组下部。其中A层、G层为铝土矿或硬质粘土矿，其余为铝土页岩或粘土质页岩。河南“G”层铝土矿，从产出位置和上下岩层组合来看，可以与辽宁、山西、山东等省的“G”层铝土矿相对比，但其化石组合在不同地区又有较大差异。

2、铝土矿层的垂向变化

据有关铝土矿床的勘探资料统计分析，河南铝土矿岩系在剖面上呈现出一定的规律性。在各铝土矿区最具普遍性的结构类型为：含矿岩系底部是以铁、铝、硅成分为主，由褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿等组成的铁质粘土岩，时常夹有1-3

层褐铁矿或赤铁矿层；中部以铝、硅成分为主，由硬水铝石、高岭石等组成粘土矿和铝土矿，一般有两层粘土矿和一层铝土矿组成；上部为以硅、铝成分为主，有高岭石、石英组成的粘土质页岩和砂页岩，部分矿区夹有煤线。含矿岩系从下而上矿物成分的变化特点是水云母由多变少，硬水铝石由少变多再变少，而高岭石由次要变为主要。

3、铝土矿的形态

河南铝土矿床的矿体形态主要为层状（似层状）、透镜状和溶斗状。这三种主要形态的矿体，在一个铝土矿区内可以以一种类型出现，也可以以两种或三种以上类型的组合形式产出，在含矿岩系内矿体在剖面上的产出层位大体一致，但规模、厚度、品位都有明显差异。含矿岩系内的层状（似层状）矿体本身由铝土矿和粘土矿组成，矿体厚度较小，往往构成规模较大的贫矿床，矿体下部主要为铁质粘土岩夹有“山西式”铁矿，上部为粘土质页岩，常夹有煤层或煤线。含矿岩系内的透镜状矿体多为铝土矿组成，有时有粘土矿，矿体厚度中等，品位较富，多构成中-大型矿体。矿体下部为铁质粘土岩和铝质页岩，矿体上部为粘土质页岩，偶夹有煤线。含矿岩系内的溶斗状矿体，主要为铝土矿，以厚度大、品位富-特富为特征，矿体多为几十万吨，矿体下部为铁质粘土岩，底部常有砾岩，上部为粘土页岩和砂岩。以上三种矿体形态类型的高铝矿石常产于含矿剖面的中下部，普铝矿石和粘土矿主要产于上部。

七、河南铝土矿的物质组成

1、铝土矿的矿物组成

对河南省几十个矿区中铝土矿石的显微镜下鉴定和测试分析研究，现已查明铝土矿有三十多种矿物组成。主要为一水硬铝石，次为高岭石、伊利石、蒙脱石、叶腊石、黄铁矿等。

（1）硬水铝石（一水硬铝石）

河南铝土矿从矿物学的角度分类，均为硬水铝石型矿石。硬水铝石在矿石中的含量，平均达70%，最高可达95%。硬水铝石的含量决定了矿石的品位，硬水铝石的粒度又决定了矿石的结构构造。所以对硬水铝石的研究至关重要。硬水铝石的特征在镜下常见4种颜色：无色、浅灰色、深灰色和黄褐色；在薄片中呈无色、浅灰色、灰色和褐色，其透明度因颜色而异，无色者透明，浅色者半透明，色深者透明度更差。

（2）高岭石

无色透明，其形态主要为胶状细鳞片状，其次为片状及蠕虫状等，一般与硬水铝石共生，组成致密状矿石。其集合体呈白色、灰白色、褐色等，次为高岭石呈脉状分布在矿石之中。高岭石与伊利石在矿石中的含量呈负相关关系。

2、铝土矿的结构构造

（1）铝土矿的结构

碎屑结构：具有磨蚀痕迹的矿物，如锆石、金红石、电气石和硬水铝石，这

些矿物一般呈浑圆状或次圆状，外部呈毛玻璃状。属早期碎屑物经搬运而进入沉积区的。

颗粒支撑结构：主要出现在砂状矿石之中，柱状硬水铝石无规则杂乱堆积，颗粒之间直接接触，无胶结物和充填物，因此矿石结构疏松，有时被称为疏体状矿石，该结构为分选性好稳定水流标志。

海绵状结构：见于土状矿石之中，有针状、长柱状、长板状硬水铝石堆积而成，无胶结物颗粒间直接接触，矿石疏松呈土状，易碎，矿物间易解离，该结构为稳定缓流标志。

豆鲕结构：河南铝土矿中分布普遍，而且大小不均。豆鲕直径1-10mm，以大于2mm的豆鲕为主，豆鲕内部结构可分为几种，一是核部有浅色硬水铝石组成，向外颜色变深，同心层最多可达8层；二是核部由粘土矿物组成，向外为细粒矿物并形成深色外圈；三是复豆鲕；四是假豆鲕。

（2）铝土矿构造

致密块状构造：由胶体——细粒矿物组成，一般粘土矿物含量高，贫矿为主。

角砾状构造：早期形成的铝粘土岩风化不彻底，呈角砾搬入较近的新沉积区，形成角砾堆积，角砾大小不一。

薄层状构造：沿层理可见不同颜色的矿物依次排列，有的形成条带和微层理。

土状、砂状、多孔状及蜂窝状构造：这类矿石主要有硬水铝石组成，一般为高品位优质铝土矿，他们的共同特点是孔隙度较大。土状、砂状矿石都很疏松，多孔状和蜂窝状矿石有原生矿石经风化淋滤后，失去了部分组分，如铁质和粘土矿物，形成较多孔隙，形成富矿石。

3、铝土矿化学成分

（1）铝土矿中的常量元素

河南铝土矿中主要化学成分为Al

2O

3

、SiO

2

、Fe

2

3、

TiO

2

和烧失量，次要成分

为CaO、MgO、K

2O、Na

2

O、S、P等，铝土矿一般具有高铝、高硅、低铁的特征。

全省铝土矿平均地质品位Al

2O

3

65.02%，SiO

2

11.88%，Fe

2

3

3.38%，A/S5.47。在铝

土矿中的含量一般为60-70%，最高达82.82%。硬水铝石的化学式为AlOOH，矿

物成分按理论值Al

2O

3

为85%，H

2

O15%。铝土矿中Al

2

O

3

含量最高为82.82%，说明

矿石中的矿物几乎都是硬水铝石。

SiO

2

在铝土矿中的含量一般为5-15%，最高达22%，最低值小于0.5%。硅质主要赋存在高岭石、伊利石、绿泥石、蒙脱石、叶腊石等矿物中。

Fe

20

3、

在铝土矿中的含量一般为2-4%，最高达29.19%，最低为0.5%。铁质

主要赋存在赤铁矿和针铁矿中。

TiO

2

在铝土矿中的含量一般为2.5-3.5%，最高达5.58%，最低1.38%。

烧失量一般为13-14%，高的可达15%，最低为10.61%，主要赋存在硬水铝石之中，其次为粘土矿物，少量分布在铁矿物和碳酸盐矿物中。

河南铝土矿化学成分表（%）

成分一般含量最高含量最低含量

Al

2O

3

60-70 82.82 40

SiO

2

5-15 22.0 0.5

Fe

20

3

2-4 29.19 < 0.5

TiO

2

2.5-

3.5 5.58 1.38

烧失量13-14 15 10.61 CaO 0.2-0.4 2.65 0.02 MgO 0.02-0.3 1.29 --- MnO 0.031 0.017

K

2

O < 1 4.65 0.05

Na

2

O 0.07-0.4 0.95 --- S 0.1-0.5 13.44 0.115

P 2O

5

0.285 0.014

（2）铝土矿中的元素相关性

Al

2O

3

与TiO

2

成正相关关系，相关系数为0.193，Al

2

O

3

与SiO

2

、Fe

2

3

、CaO、

MgO、K

2O、Na

2

O均是负相关，与SiO

2

相关性最好，相关系数-0.926。也就是说矿

石中Al与Si互为消长关系，Al增高时Si必然减少，而Al减少时Si一定增高。

河南铝土矿化学成分相关矩阵

Al

2O

3

SiO

2

TiO

2

Fe

2

3

MgO CaO Na

2

O

K

2

O

Al

2O

3

1.000 -0.926 0.193 -0.348 -0.052 -0.184 -0.31

9 -0.648

SiO

2

1.000 -0.289 0.040 0.046 0.125 0.307 0.660

TiO

2

1.000 -0.074 -0.139 -0.135 -0.019 -0.072

Fe

20

3

1.000 0.055 0.017 -0.004

0.067

MgO 1.000 0.313 0.01 3 -0.248

CaO 1.000 0.22 6 -0.080

Na

2

O 1.00 0 0.180

K

2

O 1.000

（3）铝土矿中元素分布特征

在统计的75个矿体中，Al

2O

3

品位在60-70%的分布最广，铝硅比值5-7的占

绝对优势。在含矿系的垂直剖面上，从下到上的Al

2O

3

变化由少变多，又变少，

既中部Al质高为铝土矿，底部和上部Al质低均为粘土矿。Ti.Zr.Ga元素基本

与Al

2O

3

的变化基本一致，SiO

2

的变化正好相反，即上下高，中间低。Fe

2

3

的含

量一般底部较高，向上减少。

在不同类型的矿石中的Al

2O

3

含量有明显的差别，砂状、土状、蜂窝状矿石

中Al

2O

3

含量较高，一般大于70%，鲕状矿石Al

2

O

3

含量为中低，约55-70%，而角

砾状、致密状的矿石品位一般较低。

不同形态的矿体中矿石其Al

2O

3

含量不同，洼斗状矿体中的矿石常为优质富

矿，透镜状矿体中突出部位(较厚)的矿石品位较高，而边部和上下部位为贫矿，层状矿体中的矿石一般品位较低，往往形成大而贫的矿体。

以上规律就大多数矿床而言，由于铝土矿形成时各矿区环境和物源不尽相同，加之成矿后在漫长的地质年代中矿床又经历了许多变化，因此也有特殊情况

的存在。

八、河南铝土矿质量的肉眼鉴定

矿石品位的肉眼评估对于矿石验收管理十分重要。不论是从《矿石检验工作程序》，还是《矿石采购控制程序》，都赋予了质检人员应有职责。初检卸车，不可能等化验结果出来以后卸车，卸车后对质量认不准必然会加大化验室的工作量。另一方面矿石种类繁多，目前成品矿石基本上已经粗破均化，这给验收工作带来更大困难，对质检人员提出了更高的要求。在目前的技术条件下，矿石的肉眼鉴定在我们实现稳定供矿的各个工序质量管理中，有着非常重要的现实意义。

1、铝土矿的品位与体重的相关规律

铝土矿石品位与矿石体重有明显的相关性，这主要是由于矿石中所含矿物比例的不同和表生富集作用导致矿石结构构造的变化引起的。对于原生矿石来说，呈薄层状构造的贫矿（A/S 2.1-4）因含较多粘土矿物而体重较轻（一般为2.8左右），而随着比重较大的硬水铝石的含量增加，矿石品位提高，矿石体重由2. 8增加到3.1左右；对于A/S介于4-15这一区间的中等品位矿石，体重随品位的变化趋势不明显，一般稳定在3.1左右，这是由于铝矿物、粘土矿物与铁矿物等相互影响的结果。而对于A/S大于15的特富矿石（主要是表生富集作用形成的氧化矿石），其体重随品位的提高反而有下降的趋势，个别矿样的体重可低达2.5左右。造成这种现象的原因，是由于原生矿石在成矿后构造抬升作用下，进入地表氧化带后，在雨水、地表径流和潜水的长期机械冲刷和化学淋滤作用下，较易风化的黄铁矿等硫化矿物和高岭石等粘土矿物率先被淋失带走，导致品位的提高和矿石结构构造的相对疏松（如多孔矿石、土状矿石等），使矿石体重明显变小。

2、不同颜色铝土矿石的肉眼鉴定

铝土矿的颜色实际上是由于矿物成分造成的，而其中主要是在自然风化过程中的“铁染”。按照铁矿物的含量和氧化程度一般为白色-灰白色-浅灰色-深灰色-灰绿色-黄褐色-红褐色-褐黑色。铁的氧化程度为Fe2+ - Fe3+ - Fe4+。当然这是一般规律，另外还得具体问题具体分析。上层矿石有粉红色的铁质条带，或铁质薄膜，要砸开矿石看其端口的新鲜面。有些矿石发黑是因为含碳高，高钙矿石颜色发白。在结构产地相同的情况下，淡白色的铝土矿一般含硅高，灰色至黑色A/S相对较高。由于铁的比重大，在自然界中，黄绿色的矿石一般位于矿层

中下部。矿石在成分上的变化不能一概而论，一般说来，灰矿石Al

2O

3

在65-74%，

灰绿-黄褐色的矿石Al

2O

3

67-72%，高钙的矿石Al

2

O

3

偏低，小于60%，由于Al

2

O

3

、

SiO

2、Fe

2

3

三项基本元素相加在78-82%，高钙矿石Al

2

O

3

含量一般小于78%。这

也是肉眼鉴定铝土矿品位高低的一个很重要原则，所以铁含量高且发红的矿石一

般Al

2O

3

会偏低

3、不同结构、构造矿石的鉴别：

矿石的结构构造，不仅反映矿石的成因（如鲕状构造反映胶体成因）和矿石中矿物的形成顺序。一般讲，结构指的是微观，构造指的是宏观，在成矿过程和找矿勘探上具有重要意义。铝土矿在成岩过程以后，又接受后来的风化淋滤，在自然界进行了自然脱硅，脱铁过程，形成了各种各样的结构构造，在矿物成分上也发生了很大的变化。所以，风化程度越高，矿石质量越好。

不同的矿石结构反映出矿石不同的自然类型，要真正搞清楚哪种结构的矿石品位较好，首先要了解矿石的形成过程、风化淋滤过程以及矿石的矿物成分。铝土矿成岩过程中，受水体的震荡、胶体搬运，往往是以很小的黏土矿物为包裹。所以，豆鲕的成分主要是含硅矿物（高岭石、伊利石）组成，所以豆鲕越大、越多、越明显，品位越低；成岩经过后期风化淋滤、自然脱硅，豆鲕脱掉后变成蜂窝状、松体状或土状。所以一般来讲，对同一个矿体的矿石来说，按品位由低到高，纵向上的变化一般为豆鲕状、碎屑状、致密状、蜂窝状、松体状（土状）。另外，矿石层理发育的矿层上部或最下部，品位较低。

4、铝土矿与硬质粘土的区别

两者在颜色和结构是非常一致，而且在产出位置也呈渐变关系，没有明显的分界，有时拿一块矿石就能看到一面是相当不错的铝土矿石，而另一面就是硬质粘土，因此两者最容易混淆。其大致区别如下：

（1）硬度区别：硬质粘土硬度较小，容易敲碎并裂成不规则的片状，且具有贝壳状断口，碎块棱角锋利。

（2）光泽区别：硬质粘土表面的反光看起来相似蜡烛的表面，具有油腻光滑的感觉。

（3）吸水性：粘土遇水后变软膨胀，受力容易变形。而致密状铝土矿则不然。

（4）断口区别：贝壳状断口的矿石品位较低，粗糙状断口或阶梯状断口的矿石品位较高。

（5）比重区别：比重大的矿石品位较好，粘土矿一般比重较小。

（6）手感区别：硬质粘土一般表面比较细腻，粉末用手指捏起来之后，在两指间揉搓，感觉比较光滑。而土状铝土矿粉末搓起来感觉较涩。用手抓矿，发粘、发滑说明粘土成分大，发涩说明矿渣多。对湿润的矿石粉，用手握紧后再松开，若矿粉也散开则粘土含量少，质量较好；反之，则粘土含量高，质量较差。

5、矿石的鉴别步骤：

（1）观察单块标本：

观察外观是否光滑及吸水能力。

观察铁的氧化程度及颜色。

观察矿石结构及断口，是否有层理现象或锋利断口。

观察碎屑物含量、大小及胶结物。

（2）观察整车矿石：

观察矿石的颜色是否一致，特别是矿块与矿粉的颜色是否一致，以及比例。

观察矿石的类型是否一致，是否经过人工配矿及各种类型的比例。

特别注意矿粉的成分，考虑矿粉中的杂质造成的贫化，高硅杂质对品位的影响极大。