铝土矿基本常识
铝土矿拜耳法流程

铝土矿拜耳法流程一、铝土矿的简单介绍。
铝土矿可是生产铝的重要原料哦。
它看起来就像普通的矿石,但里面却蕴含着大量的铝元素。
这种矿石在世界上很多地方都有发现,它的成分有点复杂,主要是氧化铝,还有一些其他的杂质,像是氧化铁、二氧化硅之类的。
就像一个大杂烩一样,但咱们就是要从这个大杂烩里把铝给提炼出来。
二、拜耳法的核心反应。
那拜耳法的核心就是利用氢氧化钠溶液来处理铝土矿。
把铝土矿放到氢氧化钠溶液里,这时候就会发生很奇妙的反应啦。
氧化铝就会和氢氧化钠反应,生成一种叫做铝酸钠的东西。
这个反应就像是两个小伙伴突然一拍即合,组成了一个新的小团体。
而那些杂质呢,就像不合群的家伙,在这个过程中不会参与这个反应。
这一步就像是从一群人中先把目标人物给找出来一样,只不过这里的目标人物是氧化铝啦。
三、沉淀和结晶。
经过前面的反应得到了铝酸钠溶液,但是咱们还不能就这么直接得到铝呢。
这个溶液要经过一些处理,让里面的铝重新变成固体。
一般就是通过调节溶液的条件,像是温度啊,酸碱度之类的。
这个时候铝酸钠就会分解,铝元素就会重新沉淀出来,变成氢氧化铝。
这就好像是之前的小团体突然又解散了,里面的一个成员又单独出来了。
氢氧化铝的样子白白净净的,就像小雪花一样,只不过它可不能拿来堆雪人哦。
四、煅烧过程。
有了氢氧化铝还没完事儿呢,咱们还得把它变成铝。
这就需要进行煅烧啦。
把氢氧化铝放到高温的环境下,就像给它做一个超级热的桑拿一样。
在这个高温的桑拿房里,氢氧化铝就会发生变化,变成氧化铝。
这个氧化铝和之前在铝土矿里的氧化铝可不一样哦,它更加纯净啦。
这个过程就像是把一个不太完美的东西经过打磨,变成了一个精品。
五、电解氧化铝。
最后一步就是电解氧化铝啦。
氧化铝被送到电解槽里,通过通电,氧化铝就会被分解成铝和氧气。
铝就会在电解槽的底部被收集起来,就像从一个宝藏箱里把宝贝给拿出来一样。
而氧气呢,就会从电解槽里跑出去。
这样咱们就从铝土矿里成功地把铝给提炼出来啦。
铝土矿的矿物成分

铝土矿的矿物成分
铝土矿是一种重要的矿石资源,主要成分包括铝石、铝土矿石和白云石等。
铝土矿的矿物成分具有重要的工业应用价值,下面将分别介绍这些成分的特点和应用。
首先是铝石,其化学成分为Al2O3。
铝石是一种常见的铝矿石,广泛存在于地壳中。
它的主要特点是具有良好的导电性和导热性,因此在电力工业和冶金工业中有广泛的应用。
铝石还是制造耐火材料的重要原料,可以用于高温炉窑的内衬和耐火砖的制造。
其次是铝土矿石,其主要成分是铝氧化物和硅酸盐。
铝土矿石是一种重要的铝矿石,广泛存在于地壳中。
它的主要特点是含铝量高,是铝的重要来源。
铝土矿石经过选矿和冶炼可以提取出铝金属,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
此外,铝土矿石还可以用于制备陶瓷、搪瓷等材料,具有重要的工业应用价值。
最后是白云石,其化学成分为CaCO3。
白云石是一种常见的碳酸盐矿物,广泛存在于地壳中。
它的主要特点是具有良好的光学性质和化学稳定性,因此在建筑材料、玻璃制造和化学工业中有广泛的应用。
白云石还可以用于制备石灰石、重碳酸钙等化工产品,具有重要的工业应用价值。
总的来说,铝土矿的矿物成分包括铝石、铝土矿石和白云石等,它们在工业生产中具有重要的应用价值。
铝土矿石是铝的重要来源,
可以提取出铝金属,广泛应用于各个领域。
铝石具有良好的导电性和导热性,在电力工业和冶金工业中有广泛的应用。
白云石具有良好的光学性质和化学稳定性,在建筑材料、玻璃制造和化学工业中有广泛的应用。
铝土矿的矿物成分的特点和应用使其成为重要的工业原料,为人类的生产和生活提供了重要的支持。
铝土矿结构构造

铝土矿结构构造一、什么是铝土矿铝土矿是指含铝量较高的矿石,在自然界中广泛存在。
它是铝的重要来源之一,被广泛用于铝冶炼、建筑材料、电子工业等领域。
铝土矿的结构构造对其提取和利用具有重要意义。
二、铝土矿的分类铝土矿可以分为两种主要类型:硅铝型和铝铁型。
硅铝型铝土矿主要含有氧化铝和硅酸铝,是典型的高岭土矿。
铝铁型铝土矿则含有氧化铝和铁酸铝,代表矿石为伊利石。
三、硅铝型铝土矿的结构构造硅铝型铝土矿主要由高岭石组成,其结构由硅酸四面体和铝酸四面体交替连接而成。
硅酸四面体是由一个硅原子和四个氧原子组成的稳定结构,而铝酸四面体则是由一个铝原子和四个氧原子组成的稳定结构。
这些四面体通过共享氧原子来连接在一起,形成结晶的硅铝网络。
硅铝型铝土矿中硅酸铝的含量较高,这使得矿石具有较高的抗酸性能和热稳定性。
由于硅铝型铝土矿的结构相对复杂,提取铝的过程会相对较难。
通常需要通过煅烧和浸出的方法进行,其中煅烧过程中,矿石中的结晶水会被蒸发掉,使得矿石结构发生改变,从而便于铝的提取。
四、铝铁型铝土矿的结构构造铝铁型铝土矿主要由伊利石组成,其结构是一种层状结构。
伊利石由一个铝氧层和两个硅氧层交替排列而成。
这种结构使得铝铁型铝土矿具有较高的层间吸附能力,能够吸附和解吸水分子。
由于铝铁型铝土矿的结构相对简单,其提取过程相对较为容易。
一般采用水热法进行提取,即通过在高温高压下将矿石与碱溶液反应,使铝离子溶解出来,然后进行沉淀、过滤等步骤,获得纯铝的产物。
五、铝土矿的应用铝土矿是铝的主要原料之一,具有广泛的应用领域。
首先,铝土矿是铝冶炼的主要原料,通过电解铝土矿可以得到纯铝。
其次,铝土矿具有优良的吸附性能,被广泛应用于环境治理和水处理领域。
此外,铝土矿还可以作为建筑材料、电子工业材料等的原料,发挥重要作用。
六、总结铝土矿是含铝量较高的矿石,在自然界中广泛存在。
其分类主要分为硅铝型和铝铁型两种。
硅铝型铝土矿由高岭石组成,结构复杂,提取难度较大;铝铁型铝土矿由伊利石组成,结构相对简单,提取相对容易。
初三化学铝土矿知识点总结

初三化学铝土矿知识点总结一、铝土矿的分类和物理性质铝土矿是一种具有较高的商业价值的矿石,主要由铝、硅和氧化合物组成。
依据成分的不同,铝土矿可以分为高岭石、脱硫石、莫石、硬铝石等几种不同的类型。
铝土矿的颜色和光泽各异,质地多为软、黏状。
铝土矿的物理性质包括颜色、硬度、熔点等。
二、铝土矿的化学性质1. 铝土矿是一种具有酸性的矿石,可以与稀酸发生反应产生气体。
2. 铝土矿矿石的化学成分主要为氧化铝、氧化硅和氧化铁等。
3. 铝土矿中的氧化铝可以通过还原反应转化为金属铝。
4. 铝土矿可以与碱发生反应生成相应的盐类。
三、铝土矿的产地和开采方式铝土矿广泛分布于世界各地,主要产地有澳大利亚、巴西、中国等国家和地区。
铝土矿的开采方式主要有露天开采和井下开采两种。
露天开采是指在地表直接开采铝土矿,井下开采则是指通过井口进入地下进行开采作业。
四、铝土矿的提取工艺铝土矿是一种重要的铝矿石,通过提取和冶炼可以得到金属铝。
铝土矿的提取包括矿石的破裂、磨矿、浮选、纯化等步骤。
其中,浮选是一种常用的提取方法,通过气泡将铝土矿与有机物分离,从而得到纯净的铝土矿浆料。
五、铝土矿的应用1. 铝土矿是一种重要的铝源,广泛用于铝冶炼工业。
由于铝具有轻、强、耐腐蚀等优良性能,因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、电子等领域。
2. 铝土矿也可以用于制备陶瓷材料。
具有一定比例的铝土矿可以制成瓷砖、陶瓷等,被广泛应用于建筑和平时生活中。
3. 由铝土矿提取的铝酸盐在医药、化妆品等领域也有广泛的应用。
六、铝土矿对环境的影响铝土矿的开采和冶炼过程会对环境产生一定的影响。
起首,开采过程中会破坏地面植被和土壤,造成土地退化。
其次,冶炼过程中会排放大量的废气、废水和固体废弃物,对空气、水体和土壤造成污染。
此外,铝土矿中还可能含有放射性元素,对人体健康造成一定的恐吓。
总结:铝土矿是一种重要的铝矿石,广泛分布于世界各地。
铝土矿的开采和提取对环境产生一定的影响,因此需要实行科学的开采和冶炼方式,降低对环境的影响。
认识铝土矿

认识铝土矿—中国篇Ⅰ.铝土矿基本知识铝土矿实际上是指工业上能利用的,以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。
它的应用领域有金属和非金属两个方面。
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。
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。
铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小,但用途却十分广泛。
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。
金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属,1995年世界人均消费量达到3.29kg。
由于铝具有比重小、导电导热性好、易于机械加工及其他许多优良性能,因而广泛应用于国民经济各部门。
目前,全世界用铝量最大的是建筑、交通运输和包装部门,占铝总消费量的60%以上。
铝是电器工业、飞机制造工业、机械工业和民用器具不可缺少的原材料。
一、矿物原料特点铝是地壳中分布最广泛的元素之一,属亲石亲氧元素。
铝在自然界中多成氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在,极少发现铝的自然金属。
自然界已知的含铝矿物有258种,其中常见的矿物约43种。
实际上,由纯矿物组成的铝矿床是没有的,一般都是共生分布,并混有杂质。
从经济和技术观点出发,并不是所有的含铝矿物都能成为工业原料。
用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿。
原苏联因缺乏铝土矿资源,利用霞石和明矾石提炼氧化铝。
我国的硫磷铝锶矿可以综合回收氧化铝。
一水硬铝石又名水铝石,结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3·H2O。
铝土矿介绍

铝土矿介绍一、矿物原料特点自然界已知的含铝矿物有258种,其中常见的矿物约43种。
实际上,由纯矿物组成的铝矿床是没有的,一般都是共生分布,并混有杂质。
从经济和技术观点出发,并不是所有的含铝矿物都能成为工业原料。
用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿。
一水硬铝石又名水铝石,结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3·H2O。
斜方晶系,结晶完好者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等。
矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物。
水铝石溶于酸和碱,但在常温常压下溶解甚弱,需在高温高压和强酸或强碱浓度下才能完全分解。
一水硬铝石形成于酸性介质,与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。
其水化可变成三水铝石,脱水可变成α刚玉,可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等交代。
一水软铝石又名勃姆石、软水铝石,结构式为AlO(OH),分子式为Al2O3·H2O。
斜方晶系,结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。
矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象。
一水软铝石可溶于酸和碱。
该矿物形成于酸性介质,主要产在沉积铝土矿中,其特征是与菱铁矿共生。
它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等交代,脱水可转变成一水硬铝石和α刚玉,水化可变成三水铝石。
三水铝石又名水铝氧石、氢氧铝石,结构式Al(OH),分子式为Al2O3·3H2O。
单斜晶系,结晶完好者呈六角板状、棱镜状,常有呈细晶状集合体或双晶,矿石中三水铝石多呈不规则状集合体,均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等类质同象或机械混入物。
三水铝石溶于酸和碱,其粉末加热到100℃经2h即可完全溶解。
该矿物形成于酸性介质,在风化壳矿床中三水铝石是原生矿物,也是主要矿石矿物,与高岭石、针铁矿、赤铁矿、伊利石等共生。
《从铝土矿到铝合金》 知识清单

《从铝土矿到铝合金》知识清单一、铝土矿铝土矿是铝元素在自然界中存在的主要矿石形态,它是一种以三水铝石、一水铝石等为主要成分的矿石。
铝土矿的主要成分包括氧化铝、氧化铁、二氧化硅等。
其化学组成会因产地的不同而有所差异。
在全球范围内,铝土矿的分布较为广泛,一些主要的产地包括澳大利亚、几内亚、巴西等国家。
二、从铝土矿提取氧化铝1、拜耳法这是目前工业上广泛应用的提取氧化铝的方法。
首先,将铝土矿粉碎后与氢氧化钠溶液混合,在高温高压的条件下反应,氧化铝转化为可溶于水的偏铝酸钠,而其他杂质则不溶解。
经过过滤分离,得到偏铝酸钠溶液。
然后向溶液中通入二氧化碳,使偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀。
最后,将氢氧化铝加热分解,得到氧化铝。
2、碱石灰烧结法铝土矿与纯碱、石灰混合进行高温烧结,使氧化铝转化为易溶于水的铝酸钠,杂质则生成不溶性的钙盐。
烧结产物用水浸取,铝酸钠进入溶液,经过脱硅等一系列处理后,通入二氧化碳使铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,后续处理与拜耳法相同。
三、氧化铝转化为铝1、电解法将氧化铝溶解在熔融的冰晶石中,形成电解质溶液。
在电解槽中,以碳素材料作为阳极,以碳素材料或金属铝作为阴极。
在直流电的作用下,氧化铝分解为铝和氧气。
阳极产生的二氧化碳和一氧化碳气体需要及时排出电解槽。
2、铝的精炼电解得到的铝中通常含有一定量的杂质,需要进一步精炼以提高纯度。
常见的精炼方法有三层液电解精炼法和区域熔炼法等。
四、铝合金的制备在纯铝中加入其他合金元素,如铜、镁、锌、锰等,可以制备出各种性能不同的铝合金。
1、合金元素的作用铜可以提高铝合金的强度和硬度;镁可以增加铝合金的耐腐蚀性和强度;锌可以改善铝合金的铸造性能;锰可以提高铝合金的韧性和抗腐蚀性。
2、制备方法常见的制备方法有铸造法和变形加工法。
铸造法是将铝合金熔体注入模具中冷却凝固成型;变形加工法包括轧制、挤压、拉伸等工艺,通过对铝合金进行塑性变形来获得所需的形状和性能。
五、铝合金的性能和应用1、性能特点铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀性好、导热性和导电性良好等优点。
《铝土矿提取铝》 知识清单

《铝土矿提取铝》知识清单一、铝土矿的简介铝土矿是一种主要由三水铝石、一水铝石和勃姆石组成的矿石,是生产金属铝的主要原料。
它通常呈红棕色、灰色或黄色,质地较为疏松。
铝土矿在世界各地都有分布,其储量和质量因地区而异。
铝土矿的主要成分包括氧化铝、氧化铁、二氧化硅等。
其中,氧化铝的含量是决定铝土矿质量和用途的关键因素。
一般来说,氧化铝含量越高,铝土矿的质量越好,越适合用于提取铝。
二、提取铝的工艺流程1、选矿选矿是提取铝的第一步。
由于铝土矿中往往含有大量的杂质,如氧化铁、二氧化硅等,需要通过选矿的方法将这些杂质去除,以提高铝土矿的品位。
常见的选矿方法有洗矿、浮选、磁选等。
2、拜耳法拜耳法是目前从铝土矿中提取氧化铝的主要方法之一。
其基本原理是利用氢氧化钠溶液在高温高压下溶解铝土矿中的氧化铝,生成铝酸钠溶液,然后将不溶解的杂质过滤除去。
接着,向铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体,使氧化铝以氢氧化铝的形式沉淀出来,最后将氢氧化铝加热分解,得到氧化铝。
具体步骤如下:(1)溶出将粉碎后的铝土矿与氢氧化钠溶液在高温高压下混合,发生反应:Al₂O₃(1 或 3H₂O) +2NaOH → 2NaAlO₂+(3 + 2x)H₂O (2)稀释和沉降分离溶出后的溶液经过稀释,使溶液中的铝酸钠浓度降低,一些杂质沉淀下来,通过沉降分离除去。
(3)分解向经过处理的铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体,发生反应:NaAlO₂+ 2H₂O + CO₂ → Al(OH)₃↓ + NaHCO₃(4)煅烧将得到的氢氧化铝在高温下煅烧,分解为氧化铝:2Al(OH)₃ → Al₂O₃+ 3H₂O3、烧结法对于含硅量较高的铝土矿,通常采用烧结法提取氧化铝。
该方法是将铝土矿与碳酸钠、石灰等混合,在高温下烧结,使氧化铝转化为可溶于水的铝酸钠,而杂质则转化为不溶性的化合物。
然后用稀碱溶液溶出铝酸钠,经过脱硅等处理后,得到纯净的铝酸钠溶液,再通入二氧化碳气体使氧化铝沉淀,最后煅烧得到氧化铝。
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铝土矿实际上是指工业上能利用的,以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。
它的应用领域有金属和非金属两个方面。
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。
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。
铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小,但用途却十分广泛。
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。
金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属,1995年世界人均消费量达到3.29kg。
由于铝具有比重小、导电导热性好、易于机械加工及其他许多优良性能,因而广泛应用于国民经济各部门。
目前,全世界用铝量最大的是建筑、交通运输和包装部门,占铝总消费量的60%以上。
铝是电器工业、飞机制造工业、机械工业和民用器具不可缺少的原材料。
重点讨论的是生产金属铝的铝土矿及其矿床。
至于作耐火粘土用的铝土矿及其矿床见非金属矿“耐火粘土”中讨论。
一、矿物原料特点铝是地壳中分布最广泛的元素之一,属亲石亲氧元素。
铝在自然界中多成氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在,极少发现铝的自然金属。
自然界已知的含铝矿物有258种,其中常见的矿物约43种。
实际上,由纯矿物组成的铝矿床是没有的,一般都是共生分布,并混有杂质。
从经济和技术观点出发,并不是所有的含铝矿物都能成为工业原料。
用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿。
原苏联因缺乏铝土矿资源,利用霞石和明矾石提炼氧化铝。
我国的硫磷铝锶矿可以综合回收氧化铝。
一水硬铝石又名水铝石,结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3·H2O。
斜方晶系,结晶完好者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等。
矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物。
水铝石溶于酸和碱,但在常温常压下溶解甚弱,需在高温高压和强酸或强碱浓度下才能完全分解。
一水硬铝石形成于酸性介质,与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。
其水化可变成三水铝石,脱水可变成α刚玉,可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等交代。
一水软铝石又名勃姆石、软水铝石,结构式为AlO(OH),分子式为Al2O3·H2O。
斜方晶系,结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。
矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象。
一水软铝石可溶于酸和碱。
该矿物形成于酸性介质,主要产在沉积铝土矿中,其特征是与菱铁矿共生。
它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等交代,脱水可转变成一水硬铝石和α刚玉,水化可变成三水铝石。
三水铝石又名水铝氧石、氢氧铝石,结构式Al(OH),分子式为Al2O3·3H2O。
单斜晶系,结晶完好者呈六角板状、棱镜状,常有呈细晶状集合体或双晶,矿石中三水铝石多呈不规则状集合体,均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等类质同象或机械混入物。
三水铝石溶于酸和碱,其粉末加热到100℃经2h即可完全溶解。
该矿物形成于酸性介质,在风化壳矿床中三水铝石是原生矿物,也是主要矿石矿物,与高岭石、针铁矿、赤铁矿、伊利石等共生。
三水铝石脱水可变成一水软铝石、一水硬铝石和α刚玉,可被高岭石、多水高岭石等交代。
铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O+,五者总量占成分的95%以上,一般>98%,次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质等,微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。
Al2O3主要赋存于铝矿物——水铝石、一水软铝石、三水铝石中,其次赋存于硅矿物中(主要是高岭石类矿物)。
在内生条件下,由于有二氧化硅的广泛存在,Al2O3与SiO2常紧密结合成各类铝硅酸矿物,这些矿物一般铝硅比小于1,而工业上对铝矿石一般要求Al2O3≥40%,Al/Si>1.8~2.6,因此内生条件下很少形成工业铝矿床。
目前,已知的国内外工业铝土矿多是在表生条件下形成的。
在表生条件下铝土矿的生成主要有两种形式:即风化-残积(余)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(余)成矿是含铝母岩在湿热气候条件下,具排泄良好的有利地形(如残丘、低山和台地),由于水、CO2和生物等的风化分解作用,母岩中易溶物质K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出,活动性小的物质Al、Fe、Ti残留原地形成红土型铝土矿。
风化-搬运-沉积成矿是含铝岩石、红土风化壳或已形成的红土矿床,在重力、水和自然酸(硫酸、碳酸、有机酸)等作用下,经机械的或化学的风化、剥蚀、搬运等物理、化学改造作用,于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或滨海潟湖、局限海盆内形成铝土矿,在水介质环境中形成沉积铝土矿。
铝土矿矿石含有镓、钒、铌、钽、钛、铈及放射性元素等有用组分,这些有价值的伴生组分可综合回收。
而矿石中的硫、CO2、MgO、P2O5则是有害组分,不利于铝的冶炼回收。
铝土矿矿石根据其所含的主要含铝矿物分为:三水铝石型、一水软铝石型和一水硬铝石型。
国外铝土矿矿石主要是三水铝石型,次为一水软铝石型,而一水硬铝石型铝土矿极少。
但我国则主要是一水硬铝石型铝土矿,三水铝石型铝土矿极少。
国外的三水铝石型铝土矿具高铝、低硅、高铁的特点,矿石质量好,适合耗能低的拜耳法处理。
我国的一水硬铝石型铝土矿,总体特征是高铝、高硅、低硫低铁、中低铝硅比,矿石质量差,加工难度大,氧化铝生产多用耗能高的联合法。
二、用途与技术经济指标铝土矿矿石用途多样,其中最重要的用途是:铝工业中提炼金属铝、作耐火材料和研磨材料,以及用作高铝水泥原料。
矿石用途不同,其质量要求各异。
表3.9.1是中国有色金属工业总公司1994年发布的铝土矿石的行业标准(YS/T78-94)。
按照该标准将铝土矿分成沉积型一水硬铝石、堆积型一水硬铝石及红土型三水铝石三大类型,并按化学成分分为LK12-70、LK8-65、LK5-60、LK3-53、LK15-60、LK11-55、LK8-50、LK7-50、LK3-40等九个牌号。
该标准除了对铝土矿的化学成分作出了规定外,还要求沉积型一水硬铝石的水分不得大于7%,堆积型一水硬铝石和红土型三水铝石的水分不得大于8%。
此外要求铝土矿石的粒度不得大于150mm。
铝土矿石不得混入泥土、石灰岩等杂物。
工业上提取金属铝是先从铝土矿中提取氧化铝,然后氧化铝经电解成为金属铝。
根据我国生产实践经验,不同氧化铝生产方法对矿石质量的要求还有所不同,其一般要求是:1)烧结法:适于处理含硅较高的低品级矿石,要求Al2O3/SiO2为3~5(或3.5左右),Fe2O3<10%。
2)拜耳法:适于处理含Al2O3高、SiO2低的富矿,一般要求Al2O3>65%,Al2O3/SiO2>7。
氧化铁在拜耳法流程中不与碱起反应,只是铁高赤泥量大,赤泥洗涤复杂,易造成碱和氧化铝的机械损失,但不宜有铝针铁矿。
3)联合法:适于处理中等品位的铝土矿,我国主要用混联法,即在拜耳法的赤泥中添加部分低品级矿石提高烧结法的铝硅比,一般要求Al2O3>60%,Al2O3/SiO2为5~7,Fe2O3<10%。
对氧化铝生产而言,硫是很有害的杂质,均不宜采用高硫矿石。
用作研磨材料的铝土矿,要求含Al2O3高、铁和钛低,一般要求Al2O3≥70%,Fe2O3≤5%,TiO2≤4.5%,CaO+MgO≤1.0%,Al2O3/SiO2≥12。
作高铝水泥原料的铝土矿石必须:Fe2O3<2.5%,TiO2<3.5%,R2O(一价金属氧化物)<1.0%,MgO<1.0%。
三、矿业简史铝元素是在1825年由丹麦物理学家H.C.奥尔斯德(H.C.Oersted)使用钾汞齐与氯化铝交互作用获得铝汞齐,然后用蒸馏法除去汞,第一次制得金属铝而发现的。
金属铝的生产,初期是化学法。
即1854年法国科学家H.仙克列尔戴维里(H.Sainte Claire Diwill)创立的钠法化学法和1865年俄国物理化学家H.H.别凯托夫(Н.Н.Бекетов)创立的镁法化学法。
法国于1855年采用化学法开始工业生产,是世界最早生产铝的国家。
铝土矿的发现(1821年)早于铝元素,当时误认为是一种新矿物。
从铝土矿生产铝,首先需制取氧化铝,然后再电解制取铝。
铝土矿的开采始于1873年的法国,从铝土矿生产氧化铝始于1894年,采用的是拜耳法,生产规模仅每日1t多。
到了1900年,法国、意大利和美国等国家有少量铝土矿开采,年产量才不过9万t。
随着现代工业的发展,铝作为金属和合金应用到航空和军事工业,随后又扩大到民用工业,从此铝工业得到了迅猛发展,到1950年,全世界金属铝产量已经达到了151万t,1996年增至2092万t,成为仅次于钢铁的第二重要金属。
我国铝土矿的普查找矿工作最早始于1924年,当时由日本人板本峻雄等对辽宁省辽阳、山东省烟台地区的矾土页岩进行了地质调查。
此后,日本人小贯义男等人,以及我国学者王竹泉、谢家荣、陈鸿程等先后对山东淄博地区、河北唐山和开滦地区,山西太原、西山和阳泉地区,辽宁本溪和复州湾地区的铝土矿和矾土页岩进行了专门的地质调查。
我国南方铝土矿的调查始于1940年,首先是边兆祥对云南昆明板桥镇附近的铝土矿进行了调查。
随后,1942~1945年,彭琪瑞、谢家荣、乐森王寻等人,先后对云、贵、川等地铝土矿、高铝粘土矿进行了地质调查和系统采样工作。
总起来说,新中国成立以前的工作多属一般性的踏勘和调查研究性质。
铝土矿真正的地质勘探工作是从新中国成立后开始的。
1953~1955年间,冶金部和地质部的地质队伍先后对山东淄博铝土矿、河南巩县小关一带铝土矿(如竹林沟、茶店、水头及钟岭等矿区)、贵州黔中一带铝土矿(如林夕、小山坝、燕垅等矿区)、山西阳泉白家庄矿区,等等,进行了地质勘探工作。
但是,当时由于缺少铝土矿的勘探经验,没有结合中国铝土矿的实际情况而盲目套用原苏联的铝土矿规范,致使1960~1962年复审时,大部分地质勘探报告都被降了级,储量也一下减少了许多。
1958年以后,我国对铝土矿的勘探积累了一定的经验,在大搞铜铝普查的基础上,又发现和勘探了不少矿区,其中比较重要的有:河南张窑院、广西平果、山西孝义克俄、福建漳浦、海南蓬莱,等等铝土矿矿区。