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浅谈沉积型铝土矿床浅谈沉积型铝土矿床 浅谈沉积型铝土矿床 张焕杰 （中国铝业山东分公司阳泉矿，山西 阳泉 045000） 摘要：铝土矿是生产氧化铝的主要原料，也是耐火材料煅烧的主要原料，目前 铝土矿资源紧缺，存在质低价高的供需矛盾。本文介绍了铝土矿资源现状和铝土矿的特征、分类和一般工业要求，提出了提高资源利用率的办法，建议中国铝业股份有限公司阳泉山头南矿区开采中加强贫化损失管理，按质级分级挑选和堆放，质优价高，实现资源综合利用，获取经济效益最大化。 关键词：沉积型 铝土矿床 investigation into sedimentary bauxite deposite ZHANG Huan-jie (Yangquan Mine of Shandong branch ,China Aluminium Corp,Shanxi 045001,China) Abstact:Bauxite is main resource from alumina and refractory material, China bauxite resource is less in short supply and has the contradiction in lower quality and higher price at present . In this artical, Bauxite resource status and normal industry require of bauxite are introduced , classification and characteristic are also introduced, The way of increasing bauxite resource is proposed.The writer suggests increasing ore loss and dilution management in shantounan opencast mining, Yangquan Mine of Shandong branch ,China Aluminium Corp.It can achieve comprehensive utilization of resource through classification picking and piling ,then gets maximizing economic benefit. KEY words: Bauxite resource , Bauxite deposite 概述 铝土矿是最重要的沉积矿产之一。当前技术经济条件下，能够提炼铝氧和金属铝的矿产称为铝土矿。耐火材料用高铝矾土原料又称铝土矿、矾土、铝矾土、矾石等。 目前，工业上最重要的炼铝矿石是以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主含氧化铁、氧化硅等的铝土矿石。我国提炼的矿石主要是以一水硬铝石为主的铝土矿。 可供开采的铝土矿大约有90%以上用炼制氧化铝，再由氧化铝生产金属铝，其余用于制造优质的耐火材料、化学制品、磨料（电刚玉）以及吸附剂、水泥和平炉炼钢中的熔剂等。 2我国和世界的铝土矿资源 全世界已发现和探明了300多个大型铝土矿，主要集中分布在全世界20多个国家的114个铝土矿区内，在地理上，铝土矿的分布也是不均匀的，大型优质矿床集中在赤道两侧的一些国家中。储量大于10×108t的国家有澳大利亚、几内亚、巴西、印度、牙买加、苏里南、喀麦隆、印尼等九个国家，共有储量284×108t，约占国外铝土矿总储量的80%以上，其中仅澳大利亚和几内亚两国的储量就有154×108t，占国外铝土矿总储量的42%，此外，地中海北岸也是铝土矿分布比较集中的地区，希腊、法国、南斯拉夫、意大利等国家的铝土矿总储量为18×108t，占国外铝土矿总储量的5%。 世界铝土矿储量大幅度的增长主要是由于澳洲、中南美洲、西美洲非洲等近赤道地区的一些国家相继发现和探明了一些规模巨大的红土型铝土矿。增长幅度最大的是澳大利亚和巴西。 我国铝土矿主要集中分布于北纬22°~38°，东经103°~120°之间的中朝准地台（54.65%）、扬子准地台（22.75%）和华南准地台（22.56%）上。按行政区划，我国70%的省、区发现铝土矿，其中山西占24%，河南22.7%、广西21.2%、贵州15.5%、山东3.2%、河北2.7%。在各省内铝土矿资源的分布也表现出不均匀和集中分布的特点，如山西主要集中在孝义、中阳、灵石、原平等地区，河南则主要集中在巩县、新安、陕县和渑池等地区。 从成矿时代上看，我国从晚泥盆世至第四纪均有铝土矿形成，其中石炭二叠纪为主要的成矿期。 由风化及沉积作用形成的三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石可以互相转变。因此，古生代铝土矿主要由一水铝石组成，而老第三纪及较年轻的红土和红土沉积成因的铝土矿几乎全部由三水铝石组成。 从世界铝土矿的含铝矿物成分看，国外主要以三水铝石Al2O3·3H2O（含Al2O365.4%）和一水软铝石Al2O3·H2O（含Al2O385.1%）为主，而我国则以一水硬铝石Al2O3·H2O（含Al2O385.1%）为主。 3铝土矿的矿石特征 3.1 化学成分 主要化学成分及含量变化范围：Al2O340~80%，SiO21~30%，Fe2O31~20%，TiO21~5%，Ca、Mg、K、Na、P的氧化物一般各小于1。 根据我们对华北地台石炭纪铝土矿的研究结果，Al2O3分别与SiO2和Fe2O3 呈高度显著负相关。 我国铝土矿的化学成分有三个特点：⑴除广西平果铝土矿为低铝、低硅、高铁、铝硅比大于10外，其余都是高铝低铁，铝硅比多在6左右；⑵南方二叠纪铝土矿多属高硫、高铁矿石；⑶在铝硅比不高的矿区（床）中，也有个别铝硅比较高矿床（层），这些特点无疑使我国铝工业生产需要多种方法。 我国氧化铝生产方法主要是流程复杂的混联联合法和烧结法，生产方法主要取决于矿石的A/S。国外铝土矿多为A/S高的三水铝石，因此生产方法是流程简单的拜耳法，而我国铝土矿主要是中、低品位的难溶的一水硬铝石，生产方法除广西分公司为拜耳法外，其他厂均为流程复杂的混联联合法或烧结法。 3.2 物理性质 颜色：取决于矿物成分与成因。我国铝土矿的颜色以灰白和白色为主，而国外主要以红色为主。 硬度：硬度与矿物组成和成矿时代有重要关系。三水铝石、一水软铝石矿物硬度为2.5~4，一水硬铝石矿物硬度为7.4。成矿时代越老，上覆地层压力越大，矿石硬度越大。据统计，我国铝土矿硬度在4~7之间的占85%。 孔隙度：可划分为六种类型⑴无孔隙（＜0.001mm）；⑵微孔隙（0.001~0.05mm）；⑶显微孔隙（0.05~0.5mm）；⑷多孔隙（0.5~5mm）；⑸等轴—蜂窝状（5~10mm）；⑹海绵状（＞10mm）铝土矿，其中60%的铝土矿属第二种。 糙面：指矿石表面的粗糙程度。糙面主要由矿物成分决定。 断口：常见有贝壳—半贝壳状、参差状、锯齿状、叶片状和土状断口。 体重：我国铝土矿的体重为2.07~3.26，与细碎屑岩的体重差别不大，难以作为鉴定矿石的依据。 3.3 矿石的结构、构造自生结构是指在铝土矿形成过程中生成的结构，包括晶质它形粒状结构、胶状结构，自形—半自形结构、鲕状、豆状结构等。 常见的矿石构造有致密状、多孔状、龟裂状、斑点状、条带状等。 铝土矿由于其成分不同及其生成地质条件的变化，具有各种颜色和结构形状，常见的有以下几种： ⑴粗糙状（土状）铝土矿。其特点是表面粗糙，一般常见颜色有灰色、灰白色、浅黄色等。 ⑵致密状铝土矿。其特点是表面光滑致密，断口呈贝壳状，颜色多为灰色、青灰色，其中高岭石含量较高，铝硅比较低。 ⑶豆鲕状铝土矿。其特点是表面呈鱼子状或豆状，胶结构主要是粗糙状铝土矿，其次为致密状铝土矿，颜色多为深灰色、灰绿色、红褐色或灰白色。 一般来说，矿石越粗糙，铝硅比越高；相反，矿石越致密，铝硅比也就越低。豆鲕状质地坚硬者，铝硅比也较高。 4 铝矿石的分类 铝土矿石的自然类型，一般按其外貌、颜色及结构构造来区分。工业上常按铝土矿矿物成分分类。 ⑴按矿石构造分类可划分为粗糙状、碎屑状、角砾状、豆鲕状、土状、致密状和气孔状等。 ⑵按矿物成分及矿石工艺性质分类：①一水软铝石型；②一水硬铝石型；③三水铝石型；④混合型。 ⑶按其它质量指标分类： ①按Fe2O3含量划分为低铁型（Fe2O3＜3%）、含铁型（Fe2O33%~6%）、中铁型（Fe2O36%~15%）、高铁型（Fe2O3＞15%）。 ②按硫含量分为低硫型（S＜0.3%）、中硫型（S0.3%~0.8%）、高硫型（S＞0.8%）。 5一般工业要求及质量标准 工业上提取金属铝，是先从铝土矿中提取氧化铝，然后经电解还原出金属铝。 氧化铝的含量和氧化硅比值（Al2O3/SiO2），是评价铝土矿质量的主要依据。铝硅比值不同，其炼铝的方法也不同。
注：232 根据我国已知铝土矿床工业指标及数量统计资料和生产实践经验，一水硬
6我国铝土矿资源利用现状 近几年来，我国平均每年消耗优质铝土矿1×108t左右，其中铝工业8000万吨，耐火材料1500万吨，陶瓷及其它工业500万吨。我国铝土矿开采大都是人工选矿分级，规模小，20%~30%碎矿以及低品位矿石被遗弃，资源利用率很低。其原因：一是近年开发的新型燃气机械化竖炉只煅烧块料，回转窑煅烧大于5mm块矿，倒烟窑和竖炉煅烧大于40mm块料，碎矿不能被有效利用，其碎矿由于质低价高铝土矿山采用少被丢弃；二是随着国内外耐火材料市场销售情况的变化，特级、Ⅰ级矿石供不应求，Ⅱ、Ⅲ级矿石滞销，由于Ⅱ、Ⅲ级Al2O3/SiO2和Al2O3含量低作为氧化铝生产需求少，矿山开采普遍存在采富弃贫的现象；三是矿石相程度的混级，致使块料作耐火材料原料煅烧质量波动大，部分严重混级矿被遗弃，大概每生产1吨合格品料要消耗4吨~5吨地质储量，资源利用率仅20%~30%。 经过30多年如此无序开采和不当利用，致使铝土矿资源供需矛盾突出。山西阳泉等地铝土矿开采高峰期已过，河南、山东某些地区出现铝土矿资源供应紧局面，造成铝土矿价格上扬，品位降低。尤其随着全国新建、在建氧化铝项目逐步投产，铝土矿资源争夺更加激烈，已成为近来行业间关系紧张的显著特征。 7提高资源利用率的办法 当前，我国铝土矿资源供应日益紧张，迫切需要采取有效办法提高铝土矿资源利用率。铝土矿山企业应加强矿山开采过程中的贫化、损失管理，提高出矿质量，按不同质级进行分级挑选和堆放，质优价高。冶炼和煅烧企业应发展均化料系列化产品来有效促进铝土矿原料质量、性能和附加值升级，实现铝土矿山大规模机械化开采，形成采、烧一整套适应资源特点的现代化生产系统，使我国铝土矿资源利用率从现在的20%提高到80%以上，实现可持续发展和资源的综合利用，获得经济效益最大化。中国铝业股份有限公司阳泉山头南矿区尚处在筹建阶段，如何开采好、利用好矿区内的铝土矿资源，有着重要的现实意义。
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