铝土矿简介及详细信息
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用作耐火材料、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很小，但用途广泛。例如，在化学产品中，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、医药和石油的有机合成。玻璃成分中3% ~ 5%的Al2O3可以提高熔点、粘度和强度；磨料是高档砂轮和抛光粉的主要原料；耐火材料是工业部门不可缺少的筑炉材料。
铝矾土铝是仅次于钢铁的世界第二大金属，1995年世界人均消费量达到3.29kg。铝因其比重小、导电性和导热性好、易加工等诸多优异性能，被广泛应用于国民经济的各个部门。世界上最大的铝消费是在建筑、运输和包装部门，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不可缺少的原材料。
主要成分三水铝石)Al(OH)3) 3三水铝石是氢氧化铝的结晶水合物，是铝土矿中的主要成分。三水铝石的晶体很小，它们聚集在一起形成结节、豆状或土状，一般呈白色玻璃状，如果含有杂质则呈红色。主要是长石等含铝矿物风化产生的次生矿物。化学成分为Al (OH) 3，晶体属于单斜晶系P21/n空间群。它与三羟铝石和nordstrandite是同质的。以前称为三水铝石或一水硬铝石。它是以1822年矿物收藏家C.G. Gibbs的姓氏命名的。晶体结构类似水镁石，由平行堆叠的夹心饼干状(OH)-Al-(OH)配位八面体层组成，只是Al3+没有占据层间所有的八面体间隙，只占据其中的2/3。三水铝石的晶体通常极细，为假六边形，通常为双晶，通常为结核、豆和土壤聚集体的形式。白色，或因杂质染色而泛红至红色。玻璃光泽，解理面显示珍珠光泽。底面的解理极其完整。莫氏硬度2.5 ~ 3.5，比重2.40。三水铝石主要是长石等含铝矿物化学风化的次生产物，是红土型铝土矿的主要矿物成分。但也可能是低温热液成因。在南乌拉尔兹拉托乌斯托夫斯克的热液矿脉中产出了直径达5厘米的晶体。
铝土矿的形态特征铝土矿的理论成分(晶体化学)(wB%):Al2O365.4，H2O34.6 .常见的类质同象替代物为Fe和Ga，Fe2O3达到2%，Ga2O3达到0.006%。此外，还常含有CaO、MgO、SiO2等杂质。
单斜晶系:a0 = 0.864nm纳米，b0 = 0.507nm纳米，c0 = 0.972nm纳米；Z=8 .晶体结构类似水镁石，属于典型的层状结构。不同的是，Al3只填充了两层OH-之间2/3的八面体间隙，这两层OH-是六方最密堆积层(∩(001))。因为Al3具有比Mg2更高的电荷，所以OH-的电荷可以用更少的Al3数来平衡。
铝土矿正交晶体:C2h-2/m(L2PC)。晶体为伪六角板，比较少见。主单形:平行双面A和C，斜方柱m .常毅(100)和(110)形成双生子。普通多晶孪晶。骨料呈放射状纤维、鳞片、贝壳、钟乳石或鲕状、豆状、球状结核或细粒土状块状。它主要是胶状无定形或细粒晶体。
物理性质:因杂质呈白色或浅灰色、浅绿色、浅红色调。玻璃光泽，解理面珍珠光泽。透明到半透明。乳沟极其完整。硬度2.5~3.5。相对密度为2.30~2.43。闻起来像泥土。偏光镜下，无色。双轴晶体。Ng=1.587，Nm=Np=1.566。
产状和组合:主要由硅铝酸盐分解水解形成。热带和亚热带气候有利于三水铝石的形成。在区域变质作用中，脱水后可转化为一水硬铝石和一水硬铝石(140~200℃)。随着变质程度的增加，可以转化为刚玉。
资源特点:我国铝土矿除分布集中外，多为大中型矿床。大型矿床31处，储量超过2000万t，占全国总储量的49%。储量在2000万-500万吨之间的中型矿床83处，占全国总储量的37%，大中型矿床合计占86%。我国铝土矿质量相对较差，一水硬铝石型矿石占我国总储量的98%以上，加工难度大，能源消耗大。储量中，一级矿(Al2O3 360% ~ 70%，Al/Si≥12)仅占1.5%，二级矿(al2o 3 351% ~ 71%，Al/Si≥9)占65438+。62%，Al/Si≥5)占27.9%，5级矿石(Al2O3 >: 58%，Al/Si≥4)占18%，6级矿石(Al2O3 >: 54%，Al/Si≥3)占8.3%，7级矿石(Al2O3 >: 48%，Al/Si≥6)占1.5%，其余为未知品位矿石。
我国铝土矿的另一个缺点是适合露天开采的铝土矿床不多，仅占全国总储量的34%。与国外的红土型铝土矿不同，我国的古风化壳型铝土矿往往与多种矿物共生。在铝土矿分布区，上覆岩层往往产出工业煤层和优质石灰岩。含矿岩系中有半软粘土、硬粘土、铁矿石和黄铁矿。铝土矿还伴生有镓、钒、锂、稀土金属、铌、钽、钛、钪和其他有用元素。在某些地区，上述共生矿物往往与铝土矿一起形成工业矿床。铝土矿中的镓、钒、钪也有回收价值。
我国铝土矿的地质工作程度相对较高。截止1994年底，我国铝土矿储量中32.5%属于勘探阶段，55.8%属于详查阶段。详查级别以上储量合计占全国总储量的88.3%。
铝的发现过程是在1825年由丹麦物理学家H.C.Oersted发现的，他利用钾汞齐和氯化铝的相互作用得到铝汞齐，然后通过蒸馏除去汞，首次生产出金属铝。金属铝的生产最初是通过化学方法进行的。也就是1854法国科学家h·圣·克里尔·达维迪尔创立钠化学法和1865俄罗斯物理化学家h·h·别科托夫(н。нбекетов).法国于1855年开始用化学方法进行工业生产，是世界上最早生产铝的国家。铝土矿比铝早发现(1821年)，当时被误认为是一种新矿物。用铝土矿生产铝，首先要生产氧化铝，然后电解生产铝。1873年法国开始开采铝土矿，1894年开始用铝土矿生产氧化铝。采用拜耳法，生产规模只有1t/天多。到1900年，法国、意大利和美国开采了少量铝土矿，年产量只有9万吨。随着现代工业的发展，铝作为一种金属和合金，已经应用于航空和军事工业，然后扩展到民用工业。此后，铝工业发展迅速。到1950年，世界金属铝产量已达1510000吨，从1996增加到2092000吨，成为仅次于钢的第二大金属。
根据廖等人的意见，中国铝土矿床可分为古风化壳型铝土矿床和红土型铝土矿床。
中国古风化壳铝土矿床的形成经历了三个阶段。第一阶段为陆相阶段，含铝土矿矿物、粘土矿物和氧化铁矿物的残积和坡积富铝风化壳物质在大气条件下风化形成，如钙质红壤层、红壤层或红土型铝土矿，此阶段为大气条件下原地残积、堆积或异地堆积；第二阶段，富铝钙红壤层、红土层或红土型铝土矿被海水(或湖水)淹没，有的立即被海水(或湖水)淹没，有的经过一定时期的成岩作用后被海水(或湖水)淹没，逐渐深埋地下，经过一段时期的成岩后生演化改造，形成原生铝土矿层；第三阶段为表生富集阶段，是指原生铝土矿层随地壳上升至浅表层后，由于地表水或地下水的改造，发生硅质淋滤和铝的富集，形成品位丰富、具有工业价值的铝土矿床。中国古风化壳铝土矿主要形成于石炭纪。这类铝土矿床的形成与古风化壳的侵蚀间断有关。一般来说，长期间歇侵蚀，特别是下伏基岩，是含铝多、易风化的碳酸盐岩或基性喷出岩(如玄武岩)，形成的矿床往往矿石品位丰富、矿层厚、矿体规模大。
铝土矿至于红土型铝土矿矿床，一般认为是含铝岩石在现代气候条件下风化形成的。红土型铝土矿床只有一个亚类，称为漳浦红土型铝土矿床。是近代(第四纪)第三纪至第四纪玄武岩风化形成的铝土矿床，储量很少，仅占全国铝土矿总储量的1.17%。中国现代红土型铝土矿主要形成于低纬度地区，如福建、海南和广东部分地区。这些地区天气炎热，雨量充沛，玄武岩易风化，所以可以形成现代红土型铝土矿。至于我国的南沙群岛和中沙群岛，虽然也处于低纬度，有形成铝土矿的气候，但这些岛屿上升到陆地的时间不长，只有1 ~ 30000年，风化时间短，很难形成铝土矿矿床。
成因分类(1)修文式碳酸盐古风化壳异地亚型铝土矿床，又称碳酸盐古风化壳异地亚型铝土矿床。其成因与碳酸盐岩溶红土型古风化壳有关。由于在铝土矿和下伏碳酸盐基岩之间沉积有数米厚的湖相铁扁豆体，所以铝土矿不是原地堆积，而是由这个近乎干涸的湖泊附近的红土风化壳迁移堆积而成。这类矿床在贵州修文县小山坝铝土矿中具有代表性。由于下伏基岩为碳酸盐岩，是风化形成的富铝钙红壤的残积层。一般来说，侵蚀间隔越长，即风化时间越长，风化形成的富铝钙红壤的残积层越多越厚，铝土矿越多，粘土矿物越少，矿石品位越丰富，矿层厚度越大。
(2)新安碳酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿床，又称碳酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿床，在河南新安张耀园铝土矿床中较为典型。这类矿床中的铝土矿直接覆盖在碳酸盐岩的岩溶侵蚀面上，而且是原地堆积，很多情况下是堆积在溶洞和溶斗中。矿体不长(几百米)，但厚度较大(40 ~ 60米)。如果侵蚀中断时间较短，一般只形成钙质红土残积层，有轻微的迁移和搬运现象。虽然这种矿石质量稍差，但矿层稳定，厚度变化不大。
(3)平果型碳酸盐古风化壳原地堆积-现代岩溶堆积亚型铝土矿床。又称碳酸盐古风化壳原地堆积-现代岩溶堆积亚型铝土矿床。这个矿床中的层状矿物是几百米厚的下伏基岩内的石灰岩。第四纪岩溶作用后，石灰石和铝土矿重新风化成钙红土，铝土矿碎块落入堆积矿石中。这类堆积矿的形成条件主要是:具有一定规模的层状矿石，适宜的气候条件，矿层上下厚层灰岩，矿层上下薄层粘土岩。
铝土矿(4)遵义型铝硅酸盐岩石古风化壳中原位堆积的亚型铝土矿床。又称铝硅酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿床，下伏基岩为细碎屑岩或基性火山岩，是下伏基岩红土风化壳原地堆积(少量斜坡)的铝土矿床。这类矿床的成矿规律是:一是与下伏基岩有过渡现象，与上覆地层有侵蚀不连续面，故厚度变化大，无矿天窗多；其次，矿层的厚度、矿体的大小、矿石的品位取决于成矿时侵蚀间隔的长短和下伏基岩是否易风化。如果长期中断侵蚀，被侵蚀风化的下伏基岩大部分是细碎屑岩和粘土岩，只有一部分是碳酸盐岩，往往矿层厚，规模大，矿石质量好，但这时无矿天窗较多。如果被侵蚀风化的下伏基岩是容易风化的玄武岩，则矿层厚度和矿体大小可能较大，矿石可能较富。如果下伏基岩为玄武岩，易风化，但成矿时侵蚀间隔过短，风化不彻底，矿层厚度、矿体大小、矿石质量都难以达到理想。
主要用途铝土矿有多种用途:
(1)铝冶炼行业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日用品等。
(2)精密铸造。氧化铝熟料加工成细粉，制成模具，然后精密铸造。用于军事、航天、通讯、仪器仪表、机械和医疗器械部门。(3)用于耐火制品。高铝矾土熟料的耐火度高达1780℃，化学稳定性强，物理性能好。
高铝水泥④硅酸铝耐火纤维。它具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热系数低、热容量小、耐机械冲击等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、航空航天、原子能、国防等行业。它是将高铝熟料放入熔化温度约2000~2200℃的高温电弧炉中，经高温熔化、高压高速空气或蒸汽吹送冷却后，成为白色的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。可压制成纤维毯、板或编织成布，代替耐火砖用于冶炼、化工、玻璃等行业的高温炉内衬。消防员可以用耐火纤维布做衣服。
(5)以镁砂和铝矾土熟料为原料，加入适当的结合剂，浇注整体钢包内衬效果很好。
(6)生产矾土水泥、研磨材料、陶瓷工业和化学工业都能生产各种铝的化合物。
其中最重要的用途是:在铝工业中提炼金属铝，制造耐火材料和研磨材料，用作高铝水泥的原料。不同用途的矿石有不同的质量要求。中国有色金属工业总公司颁布的铝土矿行业标准(YS/T78-94)1994。按此标准，铝土矿可分为沉积型一水硬铝石、堆积型一水硬铝石和红土型三水铝石三种类型，按化学成分可分为LK12-70、LK8-65、LK5-60、LK3-53、LK15-60和lk 165438+。标准不仅规定了铝土矿的化学成分，还要求沉积型一水硬铝石的含水率不得大于7%，堆积型一水硬铝石和红土型三水铝石的含水率不得大于8%。另外，要求铝矾土的粒度不得大于150 mm，铝矾土中不得混入泥土、石灰石等杂物。
物种分布的基本类型
图表类型
主要分布区域
一水铝土矿
1)一水硬铝石-高岭石型(D-K型)
山西、山东、河北、河南、贵州
一水铝土矿
2)一水硬铝石-叶蜡石型(D-P型)
河南省
一水铝土矿
3)勃姆石-高岭石型(B-K型)
山东、山西
一水铝土矿
4)一水硬铝石-伊利石型(D-I型)
河南省
一水铝土矿
5)一水硬铝石-高岭石-金红石(D-K-R型)
四川省
三水铝土矿
三水铝石型(G型)
福建和广西
贵州典型铝土矿床——修文小山坝铝土矿矿区于1957年开始勘探，共探明铝土矿2026.4万吨，平均矿石品位67.95438+0%。1979，五龙寺矿区开始投产，煤层呈层状，产状平缓，倾角5 ~ 10，倾向东北。
山西铝土矿在1960先勘探了克鄂铝土矿的克鄂矿段，后勘探了卜家峪矿段。共发现铝土矿6265.6万吨，平均品位64.36%。1986，山西铝厂开始开采孝义铝土矿。有三种类型的矿石:致密矿石、粗矿石和豆状鲕状矿石。
河南铝土矿在1961~1964用难选粘土矿勘探，1966投产。累计探明铝土矿949.7万吨。含矿层的地质时代与山西孝义基矿床相同，均属晚石炭世本溪期。
平果铝土矿矿区面积为1750km2，矿体呈层状，堆积长度为132km。原生矿最早于1959~1961年勘探。因原生矿含硫量高，于1974转堆积矿勘探，累计探明铝土矿储量达12609.8万t，平均品位64.69%。由于层状矿石含硫量过高(1.5%~7%)，工业上仍难以利用。
遵义铝土矿矿床该矿于1989年勘探，探明储量达1112万吨，平均矿石品位53.62%。矿层产状复杂，无矿天窗多，含矿系数小，约为0.5。这些岩层的原位红土化和剥蚀作用导致铝土矿、粘土矿物等风化壳物质原位堆积，少数因坡面堆积而轻微迁移堆积。
蓬莱铝土矿床该矿床为现代红土型铝土矿床。1959~1961年进行了普查勘探，1975年勘探了罗本5号、6号等9个矿体。累计探明铝土矿储量达到21906万吨，平均品位44.4%。铝土矿分布在平缓的山顶上，海拔约30~60m。它是第三纪至第四纪玄武岩风化红土三水铝石铝土矿矿床。
淄博王村铝土矿王村铝土矿位于淄博盆地西北部。1956进行详勘，1964~1965进行初勘和详勘。露天开采开始于1958，结束于1967。1965开始基建，1966投产。该矿已积累铝土矿294.5万吨，属小型矿床。
开发基地贵州是我国铝土矿的主产区，约占全国的1/5。其中清镇和修文的铝土矿储量最大，品位最高。铝土矿加工后，可用于制造水泥和耐火材料，也可用于铝工业、有色金属冶炼和磨料行业。
铝土矿开采及深加工基地所依托的清镇戈麦矿是桂阳耐火材料厂的矿山。2007年6月，深圳某公司成功收购了政策性破产企业贵阳耐火材料厂的全部财产。按照“盘活存量，优化增量”的原则，公司投资近2亿元开发清镇戈麦矿。预计到2009年底，公司将在贵州形成40.4万吨/年的综合生产能力，实现销售收入365，438+000万元，成为中国江南、西南地区最大的耐火材料精加工企业。
贵阳耐火材料厂，位于清镇市戈麦乡，开始建设铝土矿开采和深加工基地。建设年产6万吨高铝熟料的三条回转窑生产线，成为贵州省最大的铝土矿深加工基地。贵州有望成为中国最大的铝土矿深加工基地。
中国铝土矿普查找矿始于1924。当时，日本人熊俊坂本等人对辽宁辽阳和山东烟台的铝土矿页岩进行了地质调查。此后，日本人小林一雄和中国学者王竹泉、谢、陈洪成等先后对河北淄博、唐山开滦，山西太原、西山、阳泉，辽宁本溪、复州湾等地的铝土矿和铝土矿页岩进行了专题地质调查。中国南方铝土矿调查始于1940。首先，卞对昆明板桥附近的铝土矿进行了考察。随后，从1942至1945，彭、谢、乐勋等人先后对云贵川三省的铝土矿和高铝粘土矿进行了地质调查和系统取样。总的来说，新中国成立前的工作多是一般的侦察调查性质。
真正的铝土矿地质勘探是在新中国成立后开始的。从1953到1955，冶金部和地质部的地质队先后考察了淄博、山东、萧关、珙县，河南(如竹林沟、茶店、水头、)、贵州、贵州(如林、小山坝、盐龙)，山西白家庄、阳泉等地的铝土矿。但由于缺乏铝土矿勘探经验，结合我国铝土矿的实际情况，盲目套用前苏联的铝土矿规范，在1960至1962的复查中，多数地质勘探报告被降级，储量减少很多。1958之后，中国在铝土矿勘探方面积累了一些经验。在铜、铝普查的基础上，发现和勘探了许多铝土矿，其中最重要的有:河南的张尧源、广西的平果、山西的孝义唐珂、福建的漳浦、海南的蓬莱等。
我国铝土矿的开采最早开始于1911。当时日本人先在中国辽宁福州湾开采铝土矿，后在1925 ~ 1在辽宁辽阳和山东烟台开采A、G层铝土矿。上述开采主要用于防火。1941~1943年，日军开采淄博湖田铝土矿和风水矿区田庄、红土坡矿段，矿石用作炼铝原料。后来台湾省铝业公司也进行小规模开采进行炼铝。
我国铝土矿的大规模开发利用始于新中国之后。1954年，之前被日军小规模开采的山东风水矿首次恢复。1958之后，山东、河南、贵州等省相继建成501、502、503三座铝厂。为了满足这三家铝厂对铝土矿的需求，山东、河南、山西、贵州四省相继建成了张店铝矿、小关铝矿、洛阳铝矿、修文铝矿、清镇铝矿、阳泉铝矿。
20世纪80年代，特别是1983中国有色金属工业总公司成立后，我国铝土矿的地质勘探和铝工业发展迅速，新建和扩建了以山西铝厂、贵州铝厂为代表的一批大型铝厂，使原铝产量从1954年的不足2000吨增加到90年代的187万吨。建立了从地质、采矿到冶炼加工的完整铝工业体系，金属铝及其加工产品基本能满足我国经济建设的需要。
开发现状根据美国矿务局1996《矿物商品摘要》中的数据，世界铝土矿储量为230亿t，储量基数为280亿t，其中铝土矿资源丰富的国家有澳大利亚(储量基数为79亿t)、几内亚(储量基数为59亿t)、巴西(储量基数为29亿t)、牙买加(储量基数为20亿t)。中国铝土矿的数量和质量都不如上述国家。比如这些国家A+B+C(工业储量)的储量相比，就远远落后了。
总体来看，我国铝土矿资源丰富，基础储量居世界第七位和第八位。截至2006年，资源储量27.76亿吨，其中基础储量5.42亿吨，基本储量7.42亿吨，资源储量20.35亿吨，主要分布在山西、河南、广西和贵州四省，占全国的90.9%，其中山西占41.6%，贵州占17。4654366
1995期间，中国共生产铝土矿640万吨。除有色系统国有矿山企业外，中国乡镇集体矿山企业和个体采矿点也开采了大量铝土矿，但产量不稳定。中国氧化铝和金属铝产量增长迅速。1.996分别达到254.62万t和1.900万t，比1.985分别增长了近2.5倍和4倍。铝材产量增长更快，从65，438+0，985年的365，438+0，000，000 t增长到65，438+0，996年的65，438+0，620，5438+0，000 t，增长了35倍多(表3.9.10)。
铝土矿主要用于氧化铝工业和高铝熟料工业等。2003年，两者的消费量几乎相等。根据2003年各主要省份氧化铝生产中铝土矿的使用比例，可以估算出可用于氧化铝工业的铝土矿资源储量。
另外，考虑氧化铝的最佳承载量，一定要立足实际，即一定要考虑高铝熟料等行业对铝矾土的需求。因此，用铝土矿资源对氧化铝生产的承载能力来评价各省氧化铝生产规模更为合适。随着我国电解铝的过度扩张，氧化铝供应短缺的矛盾日益突出，进口量、价格和产品利润大幅增加。在经济利益的驱动下，一些拥有铝土矿资源的省份，如河南、山西等，掀起了当地氧化铝企业的热潮。据统计，河南、山西、山东等地已设立氧化铝厂，在建和拟建项目多达29个，规划总规模超过2000万吨/年，加上现有氧化铝生产规模超过3000万吨/年。
藏品信息图片说明:此图片为中国漳浦吴栋山铝土矿卵石标本照片。黄褐色，隐晶质结构，蜂窝状结构。主要矿物成分是铝土矿。中国地质博物馆。
中国地质博物馆铝土矿藏品图片