铝土矿简介
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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。
铝土矿品位知识
铝土矿品位知识
铝土矿是一种富含铝元素的矿物,具有重要的工业价值。
下面我们来看看铝土矿的品位:
1、含铝量:含量是确定铝土矿价值的主要指标,一般被认为含量越高,价值就越高。
2、矿物成分:铝土矿的成分包括铝、球形沸石、铝酸盐、硅酸盐、铁酸盐等。
3、颗粒形状:铝土矿颗粒形状有球状、长条状、片状等不同形态,一般沸石、长条状颗粒形状的价值更高。
4、粒度:铝土矿的粒径一般为几微米到几毫米,一般粒径越细,价值就越高。
5、比表面积:铝土矿的比表面积在20~250m2/kg之间,一般比表面积越大,价值越高。
6、产地:铝土矿一般存在于非洲、中东、南美等地区。
产地决定了铝土矿的价值高低,一般情况下,欧洲和美洲的产地价值较高。
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铝土矿的有益有害组分
铝土矿是一种含有铝和铝氧化物的矿石。
它的有益组分是铝和铝氧化物,而有害组分则是其他杂质。
铝是一种重要的金属,广泛应用于建筑、汽车、电子等领域。
铝具有轻质、耐腐蚀、导电性好等优点,因此被广泛用于制造各种产品。
铝土矿中的铝氧化物主要是氧化铝,它是铝的主要矿石。
氧化铝具有高熔点、高硬度和良好的绝缘性能,被广泛用于制造陶瓷、研磨材料和电解铝等。
氧化铝还可以用于制备高纯度的铝金属和其他铝合金。
然而,铝土矿中也含有一些有害组分,比如二氧化硅、氧化钠、氧化钙等。
这些杂质会降低铝的纯度,对铝制品的性能产生不利影响。
此外,铝土矿中还可能含有一些放射性元素,如铀、钍等。
这些放射性元素对人体健康有一定的危害,因此在铝土矿的开采和加工过程中需要采取相应的防护措施。
铝土矿的开采和加工也会对环境产生一定的影响。
开采铝土矿需要大量的能源和水资源,会导致土地破坏和水污染。
同时,铝土矿加工过程中会产生大量的废弃物和尾矿,如果处理不当会对周围的土壤和水体造成污染。
铝土矿的有益组分是铝和铝氧化物,它们在工业生产中有广泛的应用。
然而,铝土矿中的有害组分和对环境的影响也不能忽视。
因此,
在开采和加工铝土矿时,需要采取相应的措施来降低对环境的影响,保护人体健康。
全国最大铝土矿是这样发现的铝土矿是一种含铝量较高的矿石,是铝的主要原料之一。
在我国,铝土矿资源十分丰富,分布广泛,而全国最大的铝土矿——新源县亚矿——则是在一次偶然的勘探中被发现的。
新源县位于河北省张家口市境内,是我国著名的铝土矿产地。
亚矿是新源县的一座大型铝土矿矿山,被誉为”中华第一”的铝土矿。
它的发现可谓是一段传奇的故事。
1958年,中国国家地质局决定在新源县进行地质勘探,看看这里是否有潜在的矿产资源。
当时,地质工程师李XX带领一支勘探队进入了新源县,开始了一场漫长而充满艰辛的探矿之旅。
他们凭借多年的经验,通过地质勘探技术,对新源县的地质构造、岩层分布等进行了细致的调查和分析,但一直没有发现有价值的矿产资源。
李XX心怀疑虑,但他没有放弃,继续率领团队进行勘探。
就在一次偶然的机会,李XX带领团队进入了一个深山老林里。
这里地形险峻,密林茂密,前方尽是无法穿越的悬崖峭壁,但在这里,他们却发现了一些异常的矿石。
这些矿石异常凝重,背着沉重的铝矿物质。
经过化验,这些矿石竟然是富含铝土矿的矿石。
这一发现让李XX和他的团队感到惊喜和兴奋,他们头一次发现了这么富含矿产资源的矿山。
在经过详细的测量和勘探后,他们确认了这座矿山的规模之大。
他们还发现这里的矿产资源十分丰富,所含铝土矿储量超出他们的想象,因此被誉为”中华第一”的铝土矿。
经过多年的开采和建设,亚矿已成为中国铝土矿资源的重要基地之一。
它不仅给当地带来了巨大的经济效益,也为国家铝工业的发展做出了巨大贡献。
这个故事告诉我们,有时候,一次偶然的机遇可能会改变整个世界。
正是因为这一次偶然的发现,才让我们发现了一座如此丰富的铝土矿资源,这也让我们意识到,地质勘探的重要性。
只有通过勘探发现,我们才能充分利用地球资源,推动社会的可持续发展。
铝土矿矿石铝土矿矿石是一种重要的矿石资源,广泛应用于铝工业和建筑材料等领域。
本文将从铝土矿矿石的形成、种类、开采和应用等方面进行介绍。
一、铝土矿矿石的形成铝土矿矿石是由含铝的矿物组成的矿石,主要形成于火山岩和沉积岩中。
它通常是由含铝的矿物质石英、长石和云母等经过长时间的地质作用形成的。
在地壳中,铝是第三丰富的元素,因此铝土矿矿石的分布范围广泛。
铝土矿矿石主要分为硅铝型和铝铁型两类。
硅铝型铝土矿矿石中含有较多的石英、长石和云母等硅铝矿物,铝铁型铝土矿矿石中则含有较多的铝铁矿物,如蓝晶石和矿石中的铝铁溶液体。
三、铝土矿矿石的开采铝土矿矿石的开采是一个复杂而艰巨的过程。
首先需要确定矿石的储量和品位,然后选择合适的采矿方法。
常见的采矿方法包括露天开采和地下开采。
露天开采是指将矿石露天暴露在地表,然后通过爆破、挖掘和运输等方式进行开采。
地下开采则是指在地下通过井巷和巷道等方式进行开采。
在开采过程中需要充分考虑矿石的品位、成本和环境等因素,以保证开采的效益和可持续性。
四、铝土矿矿石的应用铝土矿矿石是铝工业的重要原料,广泛应用于铝的生产和加工中。
铝是一种轻质、耐腐蚀的金属,具有良好的导电性和热导性,因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料和电子设备等领域。
铝土矿矿石经过选矿和冶炼等工艺处理后,可以提取出高纯度的铝金属,用于各种铝制品的制造。
同时,铝土矿矿石中的铝铁矿物也可以用于生产铝铁合金,提高铝合金的强度和硬度。
总结起来,铝土矿矿石是一种重要的矿石资源,广泛应用于铝工业和建筑材料等领域。
它的形成主要与火山岩和沉积岩的地质作用有关,种类主要分为硅铝型和铝铁型。
铝土矿矿石的开采需要考虑矿石的储量、品位和成本等因素,选择合适的采矿方法。
在应用方面,铝土矿矿石可以提取出高纯度的铝金属,用于各种铝制品的制造,同时也可以生产铝铁合金。
铝土矿矿石的开发和利用对于推动经济发展和提高资源利用效率具有重要意义。
铝土矿(晶体化学)理论组成(wB%):Al2O365.4,H2O34.6。
常见类质同像替代有Fe和Ga,Fe2O3可达2%,Ga2O3可达0.006%。
此外,常含杂质CaO、MgO、SiO2等。
单斜晶系:a0=0.864nm,b0=0.507nm,c0=0.972nm;Z=8。
晶体结构与水镁石相似,属典型的层状结构。
不同者是Al3仅充填由OH-呈六方最紧密堆积层(∥(001))相间的两层OH-中2/3的八面体空隙,因为Al3具有比Mg2高的电荷,故以较少的Al3数即可平衡OH-的电荷。
斜方柱晶类:C2h-2/m(L2PC)。
晶体呈假六方板状,极少见。
主要单形:平行双面a、c,斜方柱m。
常依(100)和(110)成双晶。
常见聚片双晶。
集合体呈放射纤维状、鳞片状、皮壳状、钟乳状或鲕状、豆状、球粒状结核或呈细粒土状块体。
主要呈胶态非晶质或细粒晶质。
物理性质:白色或因杂质呈浅灰、浅绿、浅红色调。
玻璃光泽,解理面珍珠光泽。
透明至半透明。
解理极完全。
硬度2.5~3.5。
相对密度2.30~2.43。
具泥土臭味。
偏光镜下,无色。
二轴晶。
Ng=1.587,Nm=Np=1.566。
产状与组合:主要由含铝硅酸盐经分解和水解而成。
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,经脱水可转变为软水铝石、硬水铝石(140~200℃);随着变质程度的增高,可转变为刚玉。
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。
在保有储量中,一级矿石(Al2O360%~70%,Al/Si≥12)只占1.5%,二级矿石(Al2O351%~71%,Al/Si≥9)占17%,三级矿石(Al2O362%~69%,Al/Si≥7)占11.3%,四级矿石(Al2O3>62%,Al/Si≥5)占27.9%,五级矿石(Al2O3>58%,Al/Si≥4)占18%,六级矿石(Al2O3>54%,Al/Si≥3)占8.3%,七级矿石(Al2O3>48%,Al/Si≥6)占1.5%,其余为品级不明的矿石。
1、铝的发现和历史1828年丹麦物理学家H.C 奥尔斯德发现了铝元素;1889年,奥地利Bayer发明了从铝土矿中提取氧化铝的方法,即拜耳法;至今,铝的工业化生产已有一百多年历史。
2、铝的生产方法铝土矿开采,氧化铝精炼,电解铝冶炼,铝材加工,废铝回收,再生铝生产,大概是这样。
铝土矿又名矾土矿、铝矾矿,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。
铝土矿是生产金属铝的最佳原料,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是作耐火材料、研磨材料、化学制品以及高铝水泥的原料。
铝土矿在非金属领域用量所占比重很小,但是用途十分广泛。
3、世界铝矿资源分布情况来源:金属百科(/metal/al/resources&production.shtml)世界铝土矿资源比较丰富,美国地质调查局2015年数据显示,世界铝土矿资源量为550-750亿吨。
世界铝土矿已探明储量约为280亿,主要分布在非洲(32%),大洋洲(23%),南美及加勒比海地区(21%),亚洲(18%)及其他地区(6%)。
从国家分布来看,铝土矿主要分布在几内亚、澳大利亚、巴西、中国、希腊、圭亚那、印度、印尼、牙买加、哈萨克斯坦、俄罗斯、苏里南、委内瑞拉、越南及其他国家。
其中几内亚(已探明铝土矿储量74亿吨)、澳大利亚(已探明铝土矿储量65亿吨)和巴西(已探明铝土矿出储量26亿吨)三国已探明储量约占全球铝土矿已探明总储量的60%。
数据来源:美国地质调查局4、我国铝土矿分布我国国土资源部发布《2014年中国国土资源公告》显示,截至2014年,我国铝土矿查明资源储量为42.3矿石亿吨。
我国铝矿、铝矾土资源储量分布较为集中,主要分布在山西、贵州、广西和河南四省(山西41.6%、贵州17.1%、河南16.7%、广西15.5%),共计90.9%;其余拥有铝土矿的15个省、自治区、直辖市的储量合计仅占全国总储量的9.1%。
(一)铝土矿登封县铝土矿资源丰富,位居全省前列,县区内计有大型矿床1处,中型矿床4处,小型矿床12处,布局47个小区(矿段)遍布大冶、王村、告城、徐庄、白坪、大金店、送表、石道、君召、颖阳等10个乡镇。
呈近东西向分布,延长50公里之多。
铝土矿分布状况见表III-5、III-3。
区内铝土矿多作过矿查、普查、初勘、详勘等不同程度的地质工作,资料丰富,研究颇详。
铝土矿具有分布广,质量佳,储量丰富,含矿层稳定,但厚度变化大,矿体多呈透镜状产出等特点,铝土矿大部分已被地方开采利用。
区内含铝岩系为石炭系中统本溪组(C2b),其下与中奥陶统下马家沟组(O2X)灰岩、白云质灰岩,或上寒武统含燧石条带白云岩等呈平行不整合接触,上覆盖地层为上石炭统太原组生物灰岩,含煤砂页岩,呈整合接触,含铝岩系厚度受基底风化剥蚀面地形和古岩溶地貌地控制,变化较大,厚3-79m,一般厚20m左右。
全区本溪组之岩性概括如下:上覆地层:太原组(C2t)灰黑色灰岩。
--整合接触--1、粉砂质粘土岩,粉砂岩,炭质页岩或煤线(层)。
2、灰黑色粘土岩(局部夹薄层铝土矿,耐火粘土矿的主要层位)。
3、深灰色铝土矿(上层铝土矿)。
4、硬质粘土矿及高岭土矿和粘土岩(粘土矿主要层位,为上层铝土矿直接底板)5、灰黑、紫红色铁质粘土岩夹黄铁矿或"山西式铁矿",偶夹铝土矿透镜体(下层铝土矿)。
--平等不整合--下伏地层:中奥陶统下马家沟组(O2X)或上寒武统白云岩。
铝土矿的赋存由前地层剖面可分为上、中、下述之:下部为铁质粘土岩,夹"山西式"铁矿层、紫红色铁质粘土岩(赤铁矿层),有时有萎铁矿,深部含黄铁矿,往上有时夹薄层粘土矿及透镜状铝土矿厚1.03-42.43m。
中部为粘土矿和粘土岩,两者为渐变关系,当含铁低时为粘土矿,含铁高时为粘土岩,该段是粘土矿的主要层位,厚0.45-7.59m。
上部为铝土矿层,具豆状、碎屑状及微粒状结构,块状构造,氧化带呈土状、多孔状和峰窝状构造,局部夹铝土质页岩,是主要可采矿层,厚0.73-41.91m。
铝土矿选矿简介铝土矿是氧化铝生产以及铝硅耐火材料的主要原料,铝土矿的主要化学成为:Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO等,主要物相成分为:一水硬铝石、高岭石、伊利石、叶腊石、赤铁矿、水针铁矿、金红石、锐钛矿、方解石等。
其物相中的矿物成分为一水硬铝石,脉石为高岭石、伊利石、叶腊石、赤铁矿、水针铁矿、金红石、锐钛矿、方解石等。
矿山产出的铝土矿Al2O3含量为45%—75%,SiO2含量为2%-35%,铝土矿成分中Al2O3含量与SiO2含量的比值称为铝硅比(A/S),铝硅比(A/S)是氧化铝生产用铝土矿的重要指标。
在氧化铝生产过程中,随着铝土矿中SiO2含量的升高,生产成本不断增加,因而氧化铝生产用铝土矿要求铝土矿的铝硅比(A/S)不能低于4.5。
但矿山开采的矿石中,仅有大约60%的矿石才能达到氧化铝生产的要求,其余40%需要通过选矿的方法脱除大部分的高岭石,以提高矿石的铝硅比(A/S),达到氧化铝生产的要求。
铝土矿选矿的原理是利用铝土矿中矿物(一水硬铝石)与脉石(高岭石为主)微粒表面特性的细微差异,先通过对矿物的破碎、研磨使矿物与脉石物理解离,形成悬浮矿浆,然后加入选矿药剂捕收一水硬铝石,并通过气泡把矿石中的一水硬铝石分离出来,从而达到脱除脉石(高岭石为主)的目的。
铝土矿选矿工艺过程分为:矿石破碎与均化、矿浆磨制、矿浆浮选、精矿尾矿浆浓缩、精矿尾矿脱水等过程。
矿山运输进厂的矿石首先进行破碎与均化,均化的矿石存放在干矿棚中;干矿棚中的矿石首选经过高压辊磨的预磨使其矿石颗粒达到3mm以下,然后定量送入湿法球磨机进行矿浆磨制,磨制后的合格矿浆称为浮选原矿浆;浮选原矿浆送入广益达集成浮选系统进行分选,原矿浆被浮选系统分选为精矿浆与尾矿浆,精矿浆要求A/S不能低于5.0,尾矿浆A/S不能高于1.5,在原矿A/S为 2.0-2.5时,精矿产出率为50—60%;精矿、尾矿浆需要送入精矿、尾矿浓缩槽进行浓缩,以脱除80%的水分,浓缩后的精矿、尾矿浆含水率为50—60%,浓缩后的精矿、尾矿浆还需要通过压滤机进行压滤,脱除剩余的水分,使其水分达到13-18%,以便汽车运输。
高一化学铝土矿知识点引言:在高一化学学习中,铝土矿是一个重要的话题。
它不仅是铝的主要矿石,也是我们日常生活中广泛应用的材料之一。
本文将深入探讨铝土矿的组成、提取方法及其应用。
一、铝土矿的组成铝土矿是一种主要由氧化铝和一定量的杂质组成的矿石。
它一般包含的主要成分有三种:赤铁矿(Fe2O3)、氧化铝(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)。
此外,铝土矿中还可能含有其他杂质元素,如钠、钾、钙等。
这些杂质元素的含量对于提取铝的效率和产品质量有一定的影响。
二、铝土矿的提取方法1. 碱法处理碱法处理是铝土矿中的常用方法之一。
它的基本原理是将铝土矿与一定浓度的氢氧化钠 (NaOH) 溶液进行反应,生成可溶性的氢氧化铝 (Al(OH)4-) 并滤去残渣。
接下来,将氢氧化铝溶液与二氧化碳 (CO2) 反应,生成氢氧化铝沉淀。
通过过滤脱水、干燥等步骤,最终得到纯度较高的氢氧化铝。
这是一种常用的工业生产方法,但处理过程中会产生大量的废水和废气,对生态环境造成一定的压力。
2. 氧化铝电解法氧化铝电解法是另一种常用的提取铝的方法。
通过将铝土矿在高温状态下与氢氟酸 (HF) 处理,生成氟铝酸铝 (AlF6^-3),再将其与氧化铝 (Al2O3) 颗粒混合,形成电解槽中的电解质。
通过电解槽中的电流,将氟铝酸铝还原成纯铝,并在阴极上收集,同时产生大量的气态氟。
这种方法用于大规模工业生产,其优点是高效率、能耗相对较低。
三、铝土矿的应用铝土矿是铝的重要来源,广泛应用于工业制造和生活中。
以下是一些常见的应用领域:1. 铝制品制造:铝土矿提取的铝可以用来制造各种铝合金,例如航空器、汽车零部件、建筑材料等。
2. 化工行业:氢氧化铝是化工工业中常见的原料,用于制造铝盐、染料、药剂等。
3. 电子领域:铝导线、铝箔等在电子设备制造中起着重要作用。
4. 医药领域:铝盐可用于制造抗酸剂、止血剂等药物。
5. 包装行业:铝箔被广泛应用于食品包装、药品包装等领域,起到保鲜、防潮、防晒等作用。
5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
一,铝土矿的定义:铝土矿实际上是指工业上能利用的,以三水铝石、二水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物,并包括高岭石、蛋白石等多种矿物所组成的矿石的统称。
铝土矿床中普遍富含镓、锗、钒、稀土、铌、钽、钪、锂、锆和稀土等伴生元素。
二,铝土矿的类型:依据铝土矿矿源物质来源不同,铝土矿基本可划分为以下4 种铝土矿矿床类型[参考文献:[1] 廖士范,梁同荣,等. 中国铝土矿地质学[M]. 贵阳:贵州科技出版社,1991.](1)铝硅酸盐古风化壳原地堆积型铝土矿床。
该类矿床下伏基岩是细碎屑岩或基性火山岩,是由下伏基岩红土化风化壳原地堆积(少数为坡积)的铝土矿床。
其成矿规律是:首先与下伏基岩有过渡现象,与上覆地层有侵蚀间断面,因此厚度变化大,无矿天窗较多;其次,矿层厚度及矿体规模大小、矿石品位贫富,取决于成矿时侵蚀间断时间的长短及下伏基岩是否容易风化。
如果侵蚀间断时间长,被侵蚀风化的伏基岩多数是细碎屑岩、粘土页岩,且只有一部分是碳酸盐岩,这种情况下凹地较集中,形成的铝土矿往往厚度大、规模大、矿石品质佳,但随之无矿天窗增多。
如果被侵蚀风化的下伏基岩是较易风化的玄武岩,则矿层厚度及矿体规模可能较大,矿石也可能较富;但如果成矿时侵蚀间断时间过于短暂,玄武岩风化作用不彻底,则形成的矿层厚度和规模较小,矿石品质较差。
中国铝土矿资源概况及分布一、什么是铝土矿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。
二、中国铝土矿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。
《从铝土矿到铝合金》讲义一、铝土矿的简介铝土矿是生产金属铝的主要原料,也是一种非常重要的工业矿物。
它实际上不是一种单独的矿物,而是以三水铝石、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。
铝土矿通常呈现出多种颜色,从白色到棕红色都有。
其外观可以是土状、块状或豆状。
在世界范围内,铝土矿的分布相对较为广泛,主要集中在热带和亚热带地区。
铝土矿的形成与特定的地质条件密切相关。
一般来说,它是在炎热潮湿的气候条件下,由岩石经过长期的风化、侵蚀和化学作用而形成的。
二、从铝土矿中提取铝的工艺流程从铝土矿到铝合金,需要经过一系列复杂的工艺流程。
首先是铝土矿的开采。
这可不是简单地把矿石挖出来就行,需要考虑到开采的效率、成本以及对环境的影响。
接下来是选矿过程。
通过各种物理和化学方法,将铝土矿中的杂质去除,提高铝的含量。
然后是氧化铝的制备。
这一步通常采用拜耳法。
将铝土矿与氢氧化钠溶液在高温高压下反应,生成铝酸钠溶液。
经过过滤、降温、分解等步骤,得到氢氧化铝沉淀。
再将氢氧化铝加热分解,就得到了氧化铝。
有了氧化铝,还需要通过电解法来制取金属铝。
将氧化铝溶解在熔融的冰晶石中,在电解槽中通入强大的直流电。
在阴极,铝离子得到电子被还原成金属铝;在阳极,氧离子失去电子生成氧气。
三、铝合金的特点与分类铝合金是指以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金,是轻金属材料之一。
铝合金具有很多优良的特点。
首先,它的密度小,重量轻,但强度却比较高。
这使得铝合金在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛的应用。
其次,铝合金具有良好的耐腐蚀性,能够在各种环境中保持较好的性能。
再者,铝合金的加工性能好,可以通过多种方式进行成型和加工,制造出各种复杂的形状和结构。
根据合金元素的不同,铝合金可以分为多个种类。
比如,铝硅合金具有良好的铸造性能和耐磨性;铝镁合金强度高、耐腐蚀性好;铝铜合金具有较高的强度和耐热性。
四、铝合金的应用领域铝合金在众多领域都有着重要的应用。
铝矾土介绍
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3.45g/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。
用途:
⑴炼铝工业。
用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
⑸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。
⑹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。
铝土矿(晶体化学)理论组成(wB%):Al2O365.4,H2O34.6。
常见类质同像替代有Fe和Ga,Fe2O3可达2%,Ga2O3可达0.006%。
此外,常含杂质CaO、MgO、SiO2等。
单斜晶系:a0=0.864nm,b0=0.507nm,c0=0.972nm;Z=8。
晶体结构
与水镁石相似,属典型的层状结构。
不同者是Al3仅充填由OH-呈六方最紧密堆积层(∥(001))相间的两层OH-中2/3的八面体空隙,
因为Al3具有比Mg2高的电荷,故以较少的Al3数即可平衡OH-的电荷。
斜方柱晶类:C2h-2/m(L2PC)。
晶体呈假六方板状,极少见。
主要单形:平行双面a、c,斜方柱m。
常依(100)和(110)成双晶。
常见聚片双晶。
集合体呈放射纤维状、鳞片状、皮壳状、钟乳状或鲕状、豆状、球粒状结核或呈细粒土状块体。
主要呈胶态非晶质或细粒晶质。
物理性质:白色或因杂质呈浅灰、浅绿、浅红色调。
玻璃光泽,解理面珍珠光泽。
透明至半透明。
解理极完全。
硬度2.5~3.5。
相对密度2.30~2.43。
具泥土臭味。
偏光镜下,无色。
二轴晶。
Ng=1.587,Nm=Np=1.566。
产状与组合:主要由含铝硅酸盐经分解和水解而成。
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,经脱水可转变为软水铝石、硬水铝石(140~200℃);随着变质程度的增高,可转变为刚玉。
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。
在保有储量中,一级矿石(Al2O360%~70%,Al/Si≥12)只占1.5%,二级矿石(Al2O351%~71%,Al/Si≥9)占17%,三级矿石(Al2O362%~69%,Al/Si≥7)占11.3%,四级矿石
(Al2O3>62%,Al/Si≥5)占27.9%,五级矿石(Al2O3>58%,Al/Si≥4)占18%,六级矿石(Al2O3>54%,Al/Si≥3)占8.3%,七级矿石
(Al2O3>48%,Al/Si≥6)占1.5%,其余为品级不明的矿石。
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。
中国铝土矿,地质工作程度比较高,截至1994年底,中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%。
按照廖士范等人的意见,中国铝土矿矿床可分为古风化壳型铝土矿矿床和红土型铝土矿矿床。
中国古风化壳型铝土矿矿床的形成经历了三个阶段。
第一阶段是陆生阶段,是在大气条件下由风化作用形成含有铝土矿矿物、粘土矿物、氧化铁矿物等的残、坡积富铝风化壳物质,
例如钙红土层、红土层或红土铝土矿,此阶段为大气条件下原地残积、堆积或异地堆积阶段;第二阶段是富铝钙红土层、红土层或红土铝土矿为海水(或湖水)淹没阶段,有的立即为海水(或湖水)淹
没,有的则经过一定时间的岩化作用以后才为海水(或湖水)淹没,逐渐深埋地下,经过一段时期的成岩后生作用演变改造后形成原始铝土矿层;第三阶段是表生富集阶段,是原始铝土矿层随地壳抬升到地表浅部后由于地表水或地下水的改造作用,使硅质淋失、铝质富集,形成品位较富的有工业价值的铝土矿矿床。
中国古风化壳型铝土矿主要形成于石炭纪。
本类型铝土矿矿床的形成,都与侵蚀间断面的古风化壳有关。
一般来说,侵蚀间断时期长的,特别是下伏基岩是碳酸盐岩或含铝质多也较易风化的基性喷出岩(例如玄武岩),所形成的矿床往往矿石品位富,矿层厚,矿体规模大。
至于红土型铝土矿矿床,一般认为是现代气候条件下由含铝岩石经风化作用形成的。
红土型铝土矿矿床只有一个亚类,称漳浦式红土型铝土矿床,是第三纪到第四纪玄武岩经过近代(第四纪)风化作用形成的铝土矿床,其储量很少,仅占中国铝土矿总储量的1.17%。
中国现代红土型铝土矿主要形成在低纬度地区,如福建、海南及广东一些地区。
这些地区天气炎热、雨量充沛,又有易于风化的玄武岩,故能形成现代红土型铝土矿。
至于中国的南沙群岛、中沙群岛虽然也在低纬度,有形成铝土矿的气候,但这些岛屿上升为陆的时间不长,仅1~3万年,经受风化作用的时间短,故难以形成铝土矿矿床。
7成因分类
(1)修文式碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型铝土矿矿床,又称碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型铝土矿矿床。
其成因与碳酸盐岩喀斯特红土化古风化壳有关。
又由于铝土矿与下伏碳酸盐岩基岩之间有数
米厚的湖相铁矿扁豆体沉积,铝土矿不是原地堆积的,而是这个已接近干枯的湖泊附近的红土化风化壳异地迁移来堆积成的。
该类矿床以贵州修文县小山坝铝土矿矿床较为典型。
由于下伏基岩是碳酸盐岩,因此由风化作用形成的是富铝钙红土残坡积层,一般说侵蚀间断时间越长,即风化作用时间越长,由风化作用形成的残坡积富铝钙红土层越多、越厚,生成的铝土矿物越多,粘土矿物越少,矿石品位越富,矿层厚度也越大。
(2)新安式碳酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床,又称碳酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿床,以河南新安张窑院铝土矿床较为典型。
这类矿床的铝土矿直接覆在碳酸盐岩的喀斯特侵蚀面上,是原地堆积的,许多情况下是堆积在喀斯特溶洞、溶斗中,矿体不长(几百m),但厚度较大(40~60m)。
如果侵蚀间断时间短暂,一般只形成钙红土残积层,略有迁移搬运现象,这种矿石质量虽然稍贫,但矿层稳定,厚度变化小。
(3)平果式碳酸盐岩古风化壳原地堆积-现代喀斯特堆积亚型铝土矿矿床。
又称碳酸盐古风化壳原地堆积-近代喀斯特堆积亚型铝土矿床。
该矿床的层状矿之上覆及下伏基岩数百米厚度
范围以内均为石灰岩,经过第四纪喀斯特化,石灰岩、铝土矿石再风化成钙红土及铝土矿石碎块坠落成堆积矿石。
这类堆积矿的形成条件主要是:有一定规模的层状矿、有适宜的气候条件、矿层上下要有较厚的石灰岩,以及矿层直接顶、底板粘土页岩较薄。
(4)遵义式铝硅酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床。
又称铝硅酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿床,下伏基岩是细碎屑岩或基性火山岩,是下伏基岩红土化风化壳原地堆积(少数坡积)的铝土矿床。
这类矿床的成矿规律是:首先与下伏基岩有过渡现象,与上覆地层有侵蚀间断面,因此厚度变化大,无矿天窗较多;其次,矿层厚度及矿体规模大小、矿石品位贫富,取决于成矿时侵蚀间断时间的长短及下伏基岩的性质是否容易风化。
如果侵蚀间断时间长,被侵蚀风化的下伏基岩多数是细碎屑岩、粘土页岩,只有一部分是碳酸盐岩,往往矿层厚、规模大、矿石品质佳,但随之无矿天窗增多。
如果被侵蚀风化的下伏基岩是较易风化的玄武岩,则矿层厚度及矿体规模可能较大,矿石也可能较富。
如果下伏基岩虽然是较易风化的玄武岩,但成矿时侵蚀间断时间过于短暂,风化作用不彻底,则矿层厚度、矿体规模及矿石品质均难符合理想。
贵州是中国铝土矿的主要产区,储量约占全国的1/5,其中,清镇、修文两地的铝土矿储量最多、品位最高。
铝土矿加工后可用于制造水泥、耐火材料,还可以用于铝工业、有色金属冶炼和磨料磨具工业等。
该铝土采掘及深加工基地依靠的清镇麦格矿山,系贵阳耐火材料厂的矿山。
2007年6月,深圳一公司成功收购政策性破产企业——贵阳耐火材料厂整体财产。
按照“盘活存量、优化增量”的原则,该公司已投入近两亿元对清镇麦格矿山进行开发。
预计到2009年底,该公司在贵州将形成综合生产能力40.4万吨/年的产能,可实现销。