铝矾土、铝土矿

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：1.古风化壳型铝矾土矿矿床(Ⅰ型)：分四个亚类，为修文式、新安式、平果式和遵义式。

2.红土型铝矾土矿矿床(Ⅱ型)：只有一个亚类，称漳浦式。

⑴修文式：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。

这是我国最重要的一类铝土矿，其储量占本类型(Ⅰ型)的74.76%。

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。

⑵新安式：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。

其储量占本类型(Ⅰ型)的5%。

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。

⑶平果式：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。

其占古风化壳型铝土矿总储量的15.04%。

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。

⑷遵义式：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。

铝土矿与下伏基岩之间有连续过渡现象，铝土矿与上覆地层有侵蚀间断面。

其占Ⅰ型矿床储量的5.2%。

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。

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%。

世界铝土矿矿床大致可分为两大类型：1.硅酸盐岩上的红土型铝土矿矿床2.碳酸盐岩上的岩溶型铝土矿矿床。

(1)红土型铝土矿矿床这类矿床：主要由酸性、中性和基性成分的含铝硅酸盐岩石在热带和亚热带气候条件下经深度化学风化形成，矿石由三水软铝石组成。

它们主要分布在大洋洲、拉丁美洲、非洲和东南亚地区，储量约占世界总储量的86%。

(2)岩溶型铝土矿矿床这类矿床：一般覆盖在石英岩和自云岩凹凸不平的岩溶化表面。

矿床和基岩之间存在不整合或假整合，矿石多由一水硬铝石组成。

主要分布于南欧和加勒比海地区。

中国的大部分铝土矿矿床属于这一类型。

这类矿床加上陆源岩层之上的沉积铝土矿矿床的储量占世界总储量的1 4％。

6. 铝矾土熟料：Ⅰ.耐火材料行业所称的铝矾土通常是指煅烧后Al2O3>=48%、而含Fe2O3较低的铝土矿，高铝矾土熟料是经过煅烧的铝矾土矿。

熟料为灰白浅黄及深灰色，它主要用于高铝质耐火材料，也可用来制作电熔棕刚玉。